總雲量介紹
總雲量(total cloud cover)天穹被全部雲遮蔽的成數。用符號N表示—總雲量。
將視野可見天空分作10等分,雲所掩蓋的分數叫雲量。無雲則為0,雲掩蓋藍天一份叫一個雲量,依此類推。所謂總雲量即包括高、中、低三類雲量。
平均總雲量從北部邊界向南增加,至南緯50°和60°之間達到最大值;然後,由此向南極方向減少。根據相當數量的捕鯨船觀測資料(Vowinckel和Van Loon,1957)繪出的夏季總雲量圖和冬季雲量圖,在南緯45°以南的大部分區域,夏季平均雲量比冬季稍多。
中國總雲量
年平均總雲量(%)分布
年總雲量的分布特徵:黃河以南廣大地區的分布趨勢是由東南向西北逐漸減少。高值中心在成都平原達80%以上,年日照時數少於1400h,總輻射量小於3760 MJ· · ,是我國光資源較差的地區之一,但水熱條件好,年降水量達1000mm左右,年平均氣溫在16°C以上,是主要農業區。合肥、鄭州、西安、蘭州、都蘭、曲麻萊、會理、騰衝一線以南以東的地區總雲量在60%以上,溫州、南城、零陵、漢中、馬爾康、興仁一線以南的地區,年總雲量為70%,是第二高值區,年日照時數大部在2000~2200h, 日照百分率40%-50%,年輻射總量4180~5020 MJ· · ,光資源雖然比北方差,但水熱資源豐富,是我國主要的三熟區。
黃河以北廣大地區年雲量基本呈緯向分布,絕大多數地區在50%以下,東北東部、海拉爾、博克圖、圖里河一帶在50%~60%,新疆阿勒泰、富蘊、伊寧、莎車以西部分地區在50%~55%,漢貝廟、化德、海流圖、吉蘭泰、敦煌一線以北在40%以下,鐵乾里克在30%以下。該區是我國光能資源最豐富的地區,年總輻射在5850MJ· · 以上,日照時數在3000h以上,日照百分率70%以上,但因水熱資源差,農牧業不發達,大量的光能資源被浪費。
1-12月逐月總雲量分布
1月總雲量(%)分布
1月總雲量分布的特點:全國大致可以分為黃河以南、黃河以北、青藏高原3個區。
黃河以南:總體由東南向西北逐漸減少,但高值中心不在東南沿海,而在四川東部、重慶東南部、貴州的中、東部及廣西的西部,達80%以上:日照不足70h,降水量10~25mm 東台、蚌埠、駐馬店、老河口、天水、武都以南廣大地區在50%以上, 日照由南向北增加,為80-120h,四川盆地、雲南西部雲量在40%以下。
黃河以北:基本成緯向分布,隨緯度的增加而減少。山東榮城、安陽、合作、大柴旦、鐵千里克、烏魯木齊,到富蘊一線以北地區在40%以下,最低的二連、巴彥毛道在20%以下:南疆大部地區在41%~50%,阿勒泰、伊寧、巴楚、莎車、和田雲量較多,在50%~60%。該區日照充足,除西疆外在200h以上,降水很少。
青藏高原:雲量由西南向東北方向增加,拉薩的雲量為27%,而青海大部地區在40%-50%之間,曲麻萊最高達55%,青藏高原日照大部在160~180h,降水也十分稀少。
2月總雲量(%)分布
2月總雲量分布的特點:2月總雲量分布和1月的分布趨勢基本相同,大致分為2個區,即黃河以南和黃河以北2個地區。
黃河以南地區:分布趨勢仍維持由東南向西北逐漸減少的特點,該區雲量均在50%以上,高值(80%以上)區比1月有所擴大,除四川東部、重慶、貴州中、東部,還包括湖南的西部和廣西,雲量在80%以上,這是全國雲量的高值區,相應也是日照最差的地區, 日照不足80h,最低值僅40h:青海的東部、甘肅、陝西的南部、河南的西南部、安徽的南部、浙江的北部雲量在60%-70%之間,比1月有所增加,此區以南、高值區以東地區在70%~80%。該區的低值區在雲南的昆明、蒙自以西的地區,在40%以下, 日照時數較多,達200-220h。黃河以北地區:大致呈緯向分布,大部地區雲量在40%以下,雞西、哈爾濱、長春、營門、原平、林西、漢貝廟、朱日和、海流圖、巴彥毛道一線以北地區在30%以下,是黃河以北的低值區,日照豐富,在200h以上。新疆的雲量相對較高,西北在50%以上,西部更高在55%以上,東北部雲量相對較少在40%以下。
3月總雲量(%)分布
3月總雲量分布的特點:2月份黃河以北雲量的緯向分布已擴展到長江以北地區,長江以北地區雲量在70%~30%,40%的南界由臨江開始經瀋陽、多倫、呼和浩特到海流圖,新疆的中、北部部分地區在50%-60%,只是吐魯番、鐵乾里克不足50%。南疆、青海北部在60%~70%,3月份雲量北方地區比1月、2月雲量明顯增多,但門照仍較多(均在160h以上),黃河以北地區在240h以上,降水仍很少,大部地區不足l0mm,降水日數小於8d.
長江以南地區:可以分為兩個部分,成都平原、重慶、貴陽中東部以東地區是全國雲量的高值區,均在80%以上,成都、重慶、南寧等地高達85%以上, 日照小於lOOh,南寧小於60h,沿海地區在120h以下;降水量由東南開始明顯增加,大部地區在50mm以上,衢州、南昌、吉安、贛州、南城、南平等地高達150mm;但在雲南昆明以西及西南部降水量小於30mm,雲量小於40%,是西雙版納的乾季。
4月總雲量(%)分布
4月總雲量分布的特徵:4月總雲量的分布趨勢與3月基本相同,只是北方地區小於40%的地區雲量約增加10%,東北地區的東北部增加較多,雲量達50%以上,新疆的大部地區在60%以上,60%線南界從新疆的喀什開始,經若羌、烏鞘嶺、平涼、河池、蚌埠到東台,青藏高原在60%~70%。
長江以南地區分布與3月份也基本一致,高值區的位置和3月份一樣,福州、長沙、成都、貴陽、南寧此線東南地區雲量在80%以上,低值區仍是雲南西雙版納地區,雲量在50%以下,降水沒有明顯的增加,仍處於乾季。4月份降水比3月份有所增加,高值區比3月份有所擴大,延伸到廣東的西北和廣西的桂平等地,降水量達200mm以上,降水日數在16d以上,日照不足120h。長期的陰雨,同時伴隨而來的低溫對早稻的生長發育有不利的影響。
5月總雲量(%)分布
5月總雲量的分布特徵:5月總雲量全國都比4月份有所增加,尤其是北方。雖然60%的南界變化不是很大,但小於50%的地區大大縮小,僅在內蒙古的中北部一小部分地區不足50%,降水量也比4月份有所增加,但日照仍較充足。此時,北方地區已進入大田生產期,降水的改善對作物的春播十分有利。
江南的總雲量與4月份相比也發生了一定的變化,大於80%的地區可分為兩部分,一是福建、廣東、海南、廣西南寧以南地地區,這一地區降水量在200mm以上,小部地區在250mm以上, 日照不足l00h:成都平原雲量仍在80%以上,但降水沒有東南部地區多,在l00mm左右,日照在120h。成都平原是我國主要的農業區,5月份是秋播作物成熟期,冬小麥將進行收穫,過多的陰雨對收穫和涼曬不利。
6 月總雲量(%)分布
6月總雲量的分布特徵:6月總雲量的分布全國比較單一,大致是呈緯向分布,隨緯度的增加而減少。北方60%線的南界與5月份相比基本未變,只是新疆段有些變化。5月份60%線由和田向北經庫車到伊寧,而6月的60%線經和田直到西邊界,在中部有一個小於50%的低值區。另外,東北的黑龍江、吉林及內蒙古東部地區總雲量在60%~70%,在吉林的帕江、延吉地區總雲量大於70%。黃河以南(除河套地區)大部地區在70%以上,總雲量80%線北移到南城、吉安、零陵、萬源、成都、德欽一線。從全國來說,6月份總雲量是最高的一個月,南北方都高,降水北方增加十分明顯,與5月份相比,大致增加一倍以上,北方秋播作物將開始成熟,春播作物大部分已由營養生長期轉為生殖牛長期,處於需水較多的時期,雲量增多、降水增加對作物生長有利。
7月總雲量(%)分布
7月份總雲量分布特徵:6月份的緯向分布已破壞,黃河、長江上游地區總雲量由西南向東北方向減少,雲南西雙版納地區雲量最多,大於90%,成都平原3~6月的雲量一直都在80%以上,7月有所減少(70%-80%)。另外,江蘇、安徽的北部、河南的南部、湖北的北部有一個喇叭口朝向海面的雲量小於70%的分布區。黃河以北的地區雲量也都在60%以上,北方開始進入雨季,降水也較上半年大幅度增加,東北、華北都在100mm以上,西部沙漠地區仍少雨,降水量在50mm以下,長江以南地區7月梅雨期已經結束,因此,總雲量比6月有所減少。
8月總雲量(%)分布
8月總雲量的分布特徵:從量級上看全國總雲量比7月份略有減少,北方7月份60%線南界在8月已下降為50%的南界,7月東北高於70%的2個小區現都降為60%,南方70%線南移到嶺南、貴陽、成都、拉薩一線,7月份高於90%的小區,在8月已不存在,四川西南、雲南的大部為大於80%的高值區。兩廣地區、貴州的西南部總雲量為70%~75%。青藏高原大部地區60%一70%。新疆中部和西部伊寧等地小於40%,其餘妯區40%~5o%.
9 月總雲量(%)分布
9月總雲量的分布特徵:9月份全因總雲量與7、8月相比呈減少的趨勢,9、10月全國早秋高氣爽的天氣。8月份的50%線的南界在9月已降為40%的南界,東北的東部和西北兩個小區已由8月的60%~70%減少到50%~60%。新疆的大部分地區在40%以下,此時隨雲量的減少,也意味著北方雨季將過去,降水量明顯減少。黃河以北地區降水量減少到50mm以下,口照時數回升釗240h以上。這時北方大田作物“曬粒”收穫很有利。黃河以南大部分地區總雲量為60%-70%,四川、雲南及貴州的中、西部為大於70%的高值區,高值中心位於成都和西雙版納地區,大於80%。
10月總雲量(%)分布
l0月總雲量的分布特徵:從全國來看,10月份是總雲量最少的月份,60%線的南界南移到毫縣、南城、老河口、蘭州、曲麻萊、麗江一線,大於70%區域在9月的基礎上向東擴大到湖南的西部,高值中心(總雲量大於80%)與5月份大致相同(成都平原及貴州的西北地區),此時,該區日照時數又降至80h以下,和2月份該區的日照時數相當。黃河以北地區除東北黑龍江大部、吉林、遼寧及內蒙古的東北部地區、新疆西北小部地區大於40%(40%~45%)外,總雲量均在40%以下。l0月份全國南北都是天高雲淡的好天氣,降水全國都不多,黃河以南大部地區在50mm以下,北方在10mm以下。
11月總雲量(%)分布
11月總雲量的分布特徵:11月總雲量分布形式與10月大體相同,黃河以北地區仍在40%以下,只是新疆的西北小部分地區(阿勒泰、和布克賽爾、克拉瑪依、精河、伊寧)大於50%,黃河以南大部(河套地區除外)地區在50%~70%之間。雲量大於70%的地區要小於10月份,主要集中在重慶地區和貴州的北部,高值中心位於四川東部、重慶。江淮和長江中下游地區在50%左右,浙江和福建東部沿海大於60%。
12月總雲量(%)分布
12月總雲量的分布特徵:12月是北方隆冬季節,冬季降雪在北方降水中占有一定比例。所以,12月北方總雲量比11月有所增加,尤其是東北三省和內蒙古東北部及新疆,總雲量平均增加10%,東北除遼南不足40%外,其它地區均在40%~45%,內蒙古、河西走廊、新疆的中北部均由11月的20%~30%增加到30%以上,大部地區在35%以上。黃河以南地區變化不大,但青藏高原的東南部總雲量與10月相比也有所增加,大約增加10%~20%,該區降雪日數也比較多。
變化趨勢
雲是調節輻射平衡和水汽循環、影響氣候變化的重要因子.其形成與特性是地表與大氣各種動力、熱力過程作用的結果(Ramanathan等,1989;汪宏七等,1994;Sun等,2000;丁守國等,2005),因而在地氣系統中居重要地位(Houghton等,2001)。雲的生成和變化.不僅受氣候其他因子的影響.而且是引起日照、氣溫、相對濕度等發生變化的原因(Angell等,1990;Karl等,1993;Dai等,1999;Eernle.2004)。此外,雲與大氣氣溶膠和臭氧等之間複雜而又重要的關係,對地球氣候系統和人類生存環境亦產生重要影響(Dalnny.1995;Satlleesh.2002;Graf,2004)。因此,了解雲的分布與變化,認識雲的輻射反饋機制,將有助於評估雲在氣候變化中的作用(汪宏七等,1994),並改進氣候模式中雲的模擬。
近年來,有關研究表明總雲量呈減少趨勢.如1951—1996年中國總雲量呈減少趨勢(Kaiser,1998,2000)。1971 —2004年青藏高原年、四季總雲量變化都存在顯著的下降趨勢(張雪芹等,2007);1971—2005年西藏阿里地區、那曲地區大部、拉薩、澤當等每10年減少0.2~0.4成(杜軍等,2007)。
1961—2000年全國平均總雲量呈明顯減少趨勢,20世紀70年代後期以來減少尤為顯著,其中從1977—1995年總雲量減少40%左右。從空間分布看,在全國大部分地區總雲量呈減少趨勢,其中內蒙古中西部、東北東部、華北大部總雲量減少最明顯。中國總運量變化趨勢的空間分布特徵與年降水量變化基本一致。
總雲量的觀測
在氣象觀測中,總雲量可通過衛星遙感和地面目測確定,由於兩者在探測手段、方式、解析度、視域和資料處理方法等方面的差異,使得測定的同一地區總雲量並不正好相等,其中兩類測雲方法的視域差異,可能是造成雲資料差異的最主要原因。
衛星總雲量圖能從巨觀上反映出總雲量在全國的分布形勢,等值線均勻、平滑,較少受局地條件影響,並與大氣環流和大尺度的地形、下墊面背景配合一致。地面總雲量雖能在相當程度上反映雲的氣候特點,但難免要受到站點局地因素的影響,並使雲量分布的極端性增大。另外,衛星總雲量圖的等值線間距較小(0.05),使總雲量分布較之地面總雲量圖(等值線間距為0.1)更詳細。
在我國範圍內,衛星總雲量與地面總雲量間存在著不同程度的相關性和差異性,這是兩種測雲方法的技術差異所決定的。因此,在使用兩類測雲資料時,適當考慮兩者相關特點,進行相應訂正是恰當的,這對套用衛星總雲量資料反演地表各輻射要素工作尤為重要。
衛星總雲量和地面總雲量的全國分布形勢大致相同,但衛星總雲量圖所反映的總雲量巨觀形勢與大氣環流及大尺度地形和下墊面背景配合更好,且等值線均勻、平滑,較少受局地因素影響。因此,衛星總雲量圖更適於揭露大範圍地區的雲氣候特徵,而地面總雲量資料則有利於較真實地反映局地雲氣候特徵。
衛星總雲量圖能揭示廣大高原(高山)、荒漠、海洋等區域的雲氣候特徵,對彌補上述地區地面氣象觀測空白具有十分重要的意義。