中文摘要：

云以及云与辐射的相互作用是气候变化研究中一个极不确定的因素。因此加强我国云与辐射的相互作用研究对于理解我国气候变化特征和气候预测都有重要的意义，目前国内外地基观测的云参数资料在质量上和时空分辨率方面还不能满足研究需要。本研究旨在利用辐射传输模式，地基天空红外亮温分布观测，地基全天空照相，以及地面气象观测，发展一个适合地基全天候云宏观参数观测的较为准确快速的方法，再结合同时的地面激光雷达观测和新一代卫星MODIS、CERES的云观测资料，进行相互验证补充，获得典型区域云与云系较完整的宏观统计特征，为全天候云自动化观测提供可推广的技术，为气候与环境研究提供较为精确和详细的云参数资料。

结论摘要：

云的辐射气候效应是当前全球气候变化中最不确定的控制因子之一。目前国内外地基观测的云参数资料在质量上和时空分辨率方面还很有限，不能满足研究需要。本项目利用辐射传输模式，对不同能见度和不同云底高度天空条件下，地基天空红外亮温分布观测进行了模拟研究；用系留汽艇进行了近地面红外窗区辐射观测值与MODTRAN 4模式计算结果的对比验证；以物理-统计反演法和红外辐射传输算法为基础，基于北京地区气象特征观测资料，初步建立了适用于北京地区不同中低云云底高与地面温度、水汽与观测的天空热红外亮温之间的统计关系式，并对利用该关系式反演的云底高度的不确定性进行了评估。评估结果表明，云底高越低、云越厚，其误差越小；同时自主开发研制了用于地基观测的扫描式全天空红外亮温仪，进行了长期的全天候准连续观测，形成了可用于气候性分析研究的数据集。利用建立的关系式和观测得到的天空红外亮温反演的云底高度对比激光雷达观测的云底高度表明，在低云、厚云时二者相符很好，对薄云，反演的云底高度会比实际偏高，这与评估结果一致。该项目的研制结果有望推广应用于全天候云的自动化观测。