中文摘要：

地面观测不仅可以提供云特性的长期、稳定的观测资料，同时也可以检验云特性卫星遥感的精度，是研究云特性以及改进云参数化方案的不可或缺的重要手段。本课题拟充分利用太湖观测条件和已获取的观测资料，开展利用MFRSR和微波辐射计观测资料同时反演云光学厚度和云滴有效半径的地面遥感研究。与已有的MFRSR反演方法不同的是，本课题不仅仔细考虑MFRSR仪器的定标问题，同时也提出了扣除气溶胶影响的方法。此外，我们在反演中将开发利用静止卫星观测资料检测多层云的算法，并剔除多层云的影响。通过反演，本课题将给出反演得到的太湖地区暖云的光学厚度和云滴有效半径的统计特征及其季节性变化；给出与MODIS云产品的对比分析结果；给出太湖地区暖云对太阳辐射收支的影响以及通过地面遥感计算得到的有云大气太阳辐射收支的可靠性分析结果。显然，这一研究不仅具有创新性，同时也为我国研究暖云微物理机制和改进云参数化方案提供观测依据。

结论摘要：

云对地球气候系统起着非常重要的作用。但是，对其特性的理解及其在气候模式中的参数化过程仍然存在显著的不足。尤其是我国的高污染区域，由于缺乏长期、连续及精确的地基观测，显著的限制了对该污染地区云的特性、卫星云产品的验证以及气溶胶和云相互作用的研究。本项目利用2008年5月到2009年12月期间太湖地区多种先进的地基观测仪器，反演并研究了该地区云的概率，云底分布，暖云光学厚度（COD）、液态水路径（LWP）、云滴有效半径（Re）以及卷云的几何和光学特性的统计特性及季节和日变化特征。同时，验证了该地区MODIS反演的云的光学和微物理特性在该地区的精度，并探讨了吸收性气溶胶对地基和卫星反演云的光学厚度的影响。研究表明，该地区全年云的发生概率为41%，其中夜晚多，白天少，冬季最大，夏季最低，春季和秋季相当。最低的云底高度发生在中午左右，而最高的云底高度则发生在午夜时分。春季和夏季，云底高度的日变化显著的高于秋季和冬季的云底高度的日变化。最大的卷云云底、云顶高度以及几何厚度发生在夏季，而相应的最小值则出现在冬季。 LWP和Re的最大值均出现在夏季，而COD的最大值出现在冬季和春季。研究还表明降水云和非降水云具有显著不同的LWP和COD值，而Re的差异则较小，表明具有较大的COD和/或LWP的云具有较大的降水可能。LWP与降水概率的相关性最高，其次是COD和Re。同时，通过对MODIS云的产品的验证表明，MODIS云的微物理特性在该地区的反演具有很大的不确定性。吸收性气溶胶对卫星和地基反演的云的光学厚度具有相反的影响，其导致卫星反演的云的光学厚度值偏低，而导致地基反演的云的光学厚度值偏高，从而导致地基与卫星反演的云的光学厚度存在较大的差异。并且，这种差异随着云光学厚度的增加而增大。该研究结果表明在受到吸收性气溶胶显著影响的区域，卫星反演云的光学厚度必须考虑气溶胶的影响。本研究精确地反演了该地区云的几何、光学以及微物理特性，为研究该地区暖云和卷云辐射效应、卫星产品的验证以及气溶胶与云的相互作用提供了必须的资料。同时，对于验证和改进云的遥感反演，模式中云过程参数化方案以及提高云和气溶胶相互作用的认知具有重要的科学意义。