近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院安光所大氣光學(xué)研究中心在卷云探測理論和實(shí)驗研究上取得新進(jìn)展。中心劉東研究員、王珍珠研究員團隊首次利用CALIOP星載激光雷達觀(guān)測研究了全球空心冰晶特征卷云，并揭示了其季節和全球分布特征。相關(guān)成果發(fā)表在國際權威自然指數期刊《地球物理研究通訊》上。

在觀(guān)測研究中，團隊發(fā)現：首先，在卷云的光學(xué)厚度小于或等于0.1，且溫度維持在-60℃至-40℃的條件下，觀(guān)測到的卷云樣本在退偏振比與衰減色比的二維圖中的分布，與通過(guò)物理光學(xué)近似法得出的空心冰晶特征卷云理論值高度吻合。這一發(fā)現證實(shí)了在該特定條件下，實(shí)際觀(guān)測到的卷云與通過(guò)物理光學(xué)近似法模擬出的空心冰晶特征卷云具有高度的一致性。

其次，研究還發(fā)現，在全球范圍內觀(guān)測到的所有卷云中，空心冰晶特征卷云占據了約20%的比例，且主要分布在中高緯度地區。值得注意的是，這類(lèi)卷云在秋季和冬季在北半球高緯度地區的出現頻率要高于南半球，而在春季和夏季則呈現出相反的趨勢。此外，該類(lèi)卷云還顯示出明顯的海陸分布差異，更傾向于出現在大陸地區。特別是在南極洲、西伯利亞和格陵蘭島，其出現頻率最高。基于此，研究團隊推測空心冰晶特征卷云的形成條件可能與溫度、濕度以及大氣環(huán)流等環(huán)境因素密切相關(guān)，并且可能對特定區域的氣候環(huán)境產(chǎn)生顯著(zhù)影響。

本研究受?chē)易匀豢茖W(xué)基金、省重點(diǎn)研發(fā)計劃、中國科學(xué)院項目和院長(cháng)基金以及中俄大氣光學(xué)聯(lián)合研究中心等支持。

相關(guān)論文鏈接：https://doi.org/10.1029/2024GL109852

圖1 光學(xué)厚度小于等于0.1，溫度介于-60℃~-40℃之間卷云樣本統計量，黑色矩形框為物理光學(xué)近似方法計算的空心冰晶特征卷云理論值區域。

圖2 空心冰晶特征卷云全球分布。