潘 曉，李得勤，公 穎，徐 迪，白 華，崔 錦

（1.中國(guó)氣象局沈陽(yáng)大氣環(huán)境研究所，東北冷渦研究重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽(yáng) 110166；2.遼寧省氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警中心，遼寧 沈陽(yáng) 110166；3.遼寧省沈陽(yáng)市氣象局，遼寧 沈陽(yáng) 110168）

引 言

云在全球能量平衡和水循環(huán)中扮演著重要角色，是影響天氣和氣候變化的重要因子［1－4］。研究表明，單層和多層云系的熱動(dòng)力和微物理過(guò)程不同，造成的輻射強(qiáng)迫和氣候反饋不同［5－6］，模式中假定的云層不同，其對(duì)模擬結(jié)果有重要影響［7－8］。因此，了解單層和多層云系的垂直結(jié)構(gòu)及微物理結(jié)構(gòu)特征對(duì)于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和氣候預(yù)測(cè)具有重要意義。

目前，衛(wèi)星遙感技術(shù)已成為研究云結(jié)構(gòu)的重要手段，其中較為常見(jiàn)的衛(wèi)星云數(shù)據(jù)主要來(lái)源于中分辨率成像光譜儀（MODIS）和國(guó)際衛(wèi)星云氣候計(jì)劃（ISCCP）［9－11］。然而，傳統(tǒng)的衛(wèi)星僅能探測(cè)云頂信息，且對(duì)云量的估計(jì)和地面站觀測(cè)存在一定差異［12－13］，對(duì)云的三維結(jié)構(gòu)和微物理結(jié)構(gòu)的探測(cè)也具有很大局限性，尤其對(duì)于多層云系。CloudSat上搭載的首部星載云探測(cè)雷達(dá)（cloud profile radar，CPR），能夠探測(cè)云的三維結(jié)構(gòu)，為探究多層云系特征提供了新的機(jī)遇。該資料同機(jī)載雷達(dá)和船載雷達(dá)相比具有較好的一致性［14－15］，被廣泛應(yīng)用于天氣預(yù)報(bào)和氣候變化研究中。

基于CloudSat數(shù)據(jù)產(chǎn)品的云特征研究表明，全球有云發(fā)生的概率為50.6%，多層云系占17%［16］，云量高值區(qū)主要分布在對(duì)流發(fā)展旺盛的區(qū)域［17］，多層云系和不同云類型的分布存在顯著的區(qū)域差異和季節(jié)變化特征［18－23］，如中國(guó)西北地區(qū)夏季以積狀云發(fā)展為主，冬、春季則以層狀云發(fā)展為主［22］，而青藏高原及周邊地區(qū)單層云發(fā)生概率均高于多層云（高原南坡除外）［23］。對(duì)云垂直結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)，東亞地區(qū)云層厚度主要為1～3 km，且夏季大于冬季［24］。云的微物理參數(shù)決定其光學(xué)參數(shù)［25］，因此云的粒子數(shù)密度、有效半徑及云水路徑、云水含量等微物理參數(shù)和光學(xué)參數(shù)也存在顯著的時(shí)空變化［25－29］，如高原及周邊地區(qū)總云水路徑的大值區(qū)主要分布在西南坡和東南部，而低值區(qū)主要位于昆侖山脈、祁連山脈及其以北地區(qū)［27］。然而，現(xiàn)有的研究多集中在多層云系的云量和整層大氣云微物理參數(shù)的時(shí)空分布特征，而對(duì)多層云系不同云層的垂直結(jié)構(gòu)、云類組成、微物理量結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的環(huán)境溫濕特征認(rèn)識(shí)還很有限。為此，本文基于2B－GEOPROF－LIDAR產(chǎn)品，對(duì)遼寧地區(qū)夏季單層和多層云系各云層的宏觀垂直結(jié)構(gòu)、云類組成、微物理結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的環(huán)境溫濕特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以期為遼寧地區(qū)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和氣候預(yù)測(cè)中云微物理方案的改進(jìn)和人工影響天氣作業(yè)提供一定參考。

1 資料和方法

使用了CloudSat數(shù)據(jù)中心在線提供的2BGEOPROF、2B－CLDCLASS、2B－GEOPROF－LIDAR和2B－CWC－RO四種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品和ECMWF－AUX輔助數(shù)據(jù)產(chǎn)品（http：／／cloudsat.atmos.colostate.edu／data），主要云參量見(jiàn)表1。CloudSat上搭載的CPR工作頻率是94 GHz，每條探測(cè)軌道有36 383個(gè)像素點(diǎn)，像素的星下點(diǎn)沿軌和跨軌分辨率分別為2.5和1.4 km，垂直分辨率是500 m；每條垂直廓線有125層，分辨率為240 m。“A－列車”衛(wèi)星群是由 CloudSat、CALIPSO、PARASOL、Aqua和Aura共同組成，并將衛(wèi)星群中多儀器探測(cè)的數(shù)據(jù)及再分析數(shù)據(jù)進(jìn)行融合反演，從而得到各種云數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

表1 CloudSat數(shù)據(jù)產(chǎn)品提供的主要云參量Tab.1 The main cloud parameters of CloudSat data products

為了同時(shí)獲得研究區(qū)內(nèi)同一塊云的宏觀特征、微物理結(jié)構(gòu)和大氣溫濕特征，將研究區(qū)域內(nèi)5種數(shù)據(jù)相同軌道同一星下點(diǎn)的云參量進(jìn)行匹配，得到云廓線相應(yīng)的云參量融合數(shù)據(jù)，包括時(shí)間、經(jīng)緯度、海拔高度、垂直高度、云雷達(dá)反射率因子、云判別數(shù)據(jù)（cloud＿mask）、云層數(shù)、各層云頂高度、各層云底高度、冰／水粒子數(shù)密度、冰／水粒子有效半徑、冰／液態(tài)水含量、冰／液態(tài)水路徑、大氣溫度、比濕和氣壓等。其中，cloud＿mask越大，CPR探測(cè)回波的可靠性越大［30］。

CPR探測(cè)的雷達(dá)回波最小約為－29 dBZ［18］，因此判別云的條件為：雷達(dá)反射率因子大于等于－29 dBZ且cloud＿mask大于等于20。由于CPR受地表反射雜波的影響，對(duì)接近地面的云不能進(jìn)行有效探測(cè)，因此對(duì)云變量垂直廓線的統(tǒng)計(jì)限定在近地面 0.5 km以上［26］。

云發(fā)生概率定義為探測(cè)到的有云廓線數(shù)占總廓線數(shù)的百分比［21］，其中各高度上的云概率則為對(duì)應(yīng)高度上探測(cè)到的有云廓線與總探測(cè)廓線的百分比。為方便描述，單層云系用S（single）代表；雙層云系用D（double）代表，上下層分別為D1和D2；三層云系用T（triple）代表，由上到下分別表示為T(mén)1、T2和T3［17］。

等頻率高度圖（contoured frequency by altitude diagrams，CFAD），定義為雷達(dá)回波強(qiáng)度在各高度上出現(xiàn)的頻次［31］，用來(lái)表示云的垂直結(jié)構(gòu)。NCFAD是在CFAD的基礎(chǔ)上，將各高度的頻次以最大頻次標(biāo)準(zhǔn)化得到［32］。

圖1是2008年7月5日遼寧及周邊地區(qū)一次強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程的云類型及云層分布。可見(jiàn)，此次過(guò)程深厚的對(duì)流云發(fā)展旺盛，云頂高度約14 km，降水云云底接近地面，周邊常伴有云砧（卷云）；在多層云系中，上層多為卷云，且與高層云和高積云組合出現(xiàn)?？梢?jiàn)，CloudSat的云參量融合數(shù)據(jù)能夠很好地反映云類型及云層分布，該數(shù)據(jù)集具有較高的可靠性。

圖1 遼寧及周邊地區(qū)2008年7月5日一次強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程的云類型和相應(yīng)的云層（a）及地形高度（b，單位：km）分布（棕色實(shí)線為CPR探測(cè)軌跡）Fig.1 The distribution of cloud types and corresponding layer number during the strong convection process observed by CPR on 5 July 2008（a）and elevation（b，Unit：km）over Liaoning and its neighborhood（the brown solid line for the detection trajectory of CPR）

2 結(jié)果與分析

2.1 云分布特征

云量是云宏觀特征中的重要參量，其變化能夠直接改變局地大氣輻射收支平衡。表2是2007—2010年夏季（6—8月）遼寧地區(qū)不同層云系的發(fā)生概率。可以看出，2007—2010年夏季CPR在遼寧地區(qū)總的探測(cè)廓線為35 584，其中有云的探測(cè)廓線為25 852，云概率為72.65%，主要由單層云系組成（51.26%），其次為雙層云系（18.44%）和三層云系（2.78%）。由于三層以上云系的云廓線數(shù)過(guò)少（59條），為確保結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)意義，只對(duì)三層及以下的云系特征進(jìn)行研究。

表2 2007—2010年遼寧地區(qū)夏季云及不同層云系的廓線數(shù)和發(fā)生概率Tab.2 The profile number and occurrence probability of total cloud and different layers cloud over Liaoning Province in summer during 2007－2010

圖2是遼寧地區(qū)夏季不同層云系云概率的垂直廓線?？梢钥闯?，單層云的云概率隨高度降低先增大后減小，在9 km高度達(dá)到峰值（18%），而在近地面2 km處有一小波動(dòng)，且云頂高度最高約為15 km［圖2（a）］。雙層云中［圖2（b）］，D1的云概率隨高度變化呈典型的單峰分布，在9.5 km達(dá)到峰值，云概率約為5.4%，且云頂最大高度低于單層云，約為14 km，云底最低高度為4 km；D2的云概率隨高度變化也呈單峰分布，只是波峰存在多個(gè)小的波動(dòng)，其主要分布在2～6 km，云頂最高高度較D1低，約為11 km，且云底最低高度也較D1低。三層云中［圖2（c）］，T1、T2和 T3的云概率隨高度變化表現(xiàn)出不同的分布特征，T1和T3呈單峰分布，而T2呈雙峰分布，分別在10、6和2 km處達(dá)到最大，且云頂最高高度和云底最低高度由上至下依次降低，其中T1的云頂最高高度也較單層云的低，為14 km。

不同類型云的垂直結(jié)構(gòu)和微物理特征差異顯著。2B－CLDCLASS依據(jù)云的水平垂直尺度特征、云相態(tài)、是否有降水、雷達(dá)最大反射率因子以及ECMWF的溫度廓線等信息，將云分為8種基本云類：卷云（Ci）、高層云（As）、高積云（Ac）、層云（St）、層積云（Sc）、積云（Cu）、雨層云（Ns）和深對(duì)流云（Dc）［18］。由于 CPR受近地面回波干擾，對(duì) St統(tǒng)計(jì)的概率非常?。?］，因此該類型不作分析。

圖3是遼寧地區(qū)夏季各層云系不同類型云的云概率垂直廓線分布。對(duì)于單層云［圖3（a）］，Ci和As所占比例最大，其次為Dc和Ac。其中，Ci主要分布在8～12 km高度，峰值（31%）出現(xiàn)在10 km高度附近；As主要分布在4～10 km高度，峰值（29%）位于6.5 km高度附近；Dc分布范圍最寬，云頂高度可達(dá)15 km，云體較厚，降水云底接近地面；相對(duì)Dc，Ns發(fā)生概率較小，約為Dc的30%，云頂高度最高為12 km，表明單層云系的降水云多以Dc為主；Cu概率最小，可能與CPR不能識(shí)別近地面和較薄的云有關(guān)［18］。對(duì)于多層云系，上層云（D1和T1）主要由Ci構(gòu)成，其次為As和Ac，且隨著云層數(shù)增加，Ci所占比例增大；中層云T2主要由Ac和As組成，其次是Ci，且T2的Ci和As云層厚度小于T1；下層云D2主要由As、Ac和Sc組成，其次為Dc、Ns和Ci，Cu所占比例最小，降水多發(fā)生在下層云中，而T3主要以 Sc為主，其次為 As和 Ac，云層厚度較薄。

圖2 2007—2010年夏季遼寧地區(qū)不同層云系云概率的垂直廓線（a）單層云，（b）雙層云，（c）三層云Fig.2 The vertical profiles of cloud occurrence probability for different cloud layers over Liaoning Province in summer during 2007－2010（a）single－layer cloud，（b）double－layer cloud，（c）triple－layer cloud

圖3 2007—2010年夏季遼寧地區(qū)各層云系不同云類型云概率的垂直廓線（a）S，（b）D1，（c）D2，（d）T1，（e）T2，（f）T3Fig.3 The vertical profiles of cloud occurrence probability of different types for different clould layers over Liaoning Province in summer during 2007－2010（a）S，（b）D1，（c）D2，（d）T1，（e）T2，（f）T3

2.2 云垂直結(jié)構(gòu)特征

圖4是遼寧地區(qū)夏季各層云系反射率因子的NCFAD分布。可以看出，單層云的CPR回波頂高度約為15 km，回波強(qiáng)度最大可達(dá)20 dBZ，回波強(qiáng)度集中在－20～10 dBZ之間，頻次高值區(qū)分布在8～11 km高度，其回波強(qiáng)度為－18～－8 dBZ，該范圍內(nèi)云系主要由Ci和As組成，云粒子多由較小的冰晶構(gòu)成［圖4（a）］。另外，強(qiáng)回波區(qū)域（0～15 dBZ）主要由Dc組成，在5 km以上的回波強(qiáng)度隨著高度降低迅速增強(qiáng)，可能是冰粒子在下降過(guò)程中發(fā)生了碰并增長(zhǎng)［20］；在5 km以下的云粒子主要由水粒子組成，回波強(qiáng)度隨高度降低而減小，可能是水粒子在下降過(guò)程中發(fā)生了蒸發(fā)或破碎。對(duì)于雙層云，D1的CPR回波頂高度約為14 km，回波強(qiáng)度最大約為10 dBZ，－30～－10 dBZ的回波出現(xiàn)頻次較高，分布在8～12 km高度，該范圍內(nèi)主要由Ci組成，回波強(qiáng)度較單層云小，Ci的粒子半徑小于As［圖4（b）］，這與譚瑞婷等［17］的結(jié)論一致。另外，在7 km高度以下主要由As組成，其回波頻次分布較為均勻，表明As粒子的譜分布較寬。D2的回波頂高約為11 km，回波強(qiáng)度最大為15 dBZ，－30～－25 dBZ的回波出現(xiàn)頻次較高，分布在1～5 km高度范圍內(nèi)，相應(yīng)的云類別為Ac［圖4（c）］，可見(jiàn)Ac云粒子半徑較小。對(duì)于三層云［圖4（d）、圖4（e）和圖4（f）］，T1的NCFAD分布與D1相似，但回波強(qiáng)度相對(duì)較小，這與T1中Ci比例增加、As比例減小有關(guān)；T2和T1分布類似，回波集中在3～10 km高度，回波強(qiáng)度有所加強(qiáng)；T3回波的頻次分布較為均勻，集中在5 km以下，多由Sc組成，表明Sc粒子譜分布較寬。

圖4 2007—2010年夏季遼寧地區(qū)各層云系反射率因子的NCFAD分布（a）S，（b）D1，（c）D2，（d）T1，（e）T2，（f）T3Fig.4 The NCFAD of reflectivity factor for different cloud layers over Liaoning Province in summer from 2007 to 2010（a）S，（b）D1，（c）D2，（d）T1，（e）T2，（f）T3

另外，對(duì)云頂高度、云底高度、云層厚度和相鄰云層間距（cloud layers distance，CLD）進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)（圖5）?？梢钥闯觯瑔螌釉破骄祈?、云底高度分別為8.86、5.6 km，云層厚度平均為 3.27 km，大于多層云系中各云層的平均厚度；雙層云中，D1的平均云頂、云底高度分別為10.70、8.49 km，云層厚度為2.21 km，而D2的平均云頂、云底高度分別為4.78、2.93 km，云層厚度為1.85 km，較 D1?。蝗龑釉浦校琓1、T2和 T3的平均云頂高度分別為11.62、7.32和3.51 km，云底高度分別為 10.08、6.08和 2.31 km，云層厚度自上而下依次減小，分別為1.55、1.24和1.20 km，表明Ci平均厚度大于 As和 Ac，Sc最小。由于夏季深厚對(duì)流云發(fā)生時(shí)常伴有云砧的生成，且CPR對(duì)較薄的卷云難以識(shí)別，因此Ci的平均厚度較大。相鄰的CLD與云和降水的發(fā)展有一定的關(guān)系［33］，雙層云的 CLD平均為 3.71 km，大于三層云云系（上層和中層2.76 km，中層和下層2.57 km）。

圖5 2007—2010年夏季遼寧地區(qū)各層云系的平均云底高度（黑色值）、云頂高度（黑色值）和云層厚度（紅色值）及CLD（綠色值）（單位：km）Fig.5 The average cloud base height（black values），cloud top height（black values），cloud layer thickness（red values）and CLD（green values）（Unit：km）for different layers over Liaoning Province in summer during 2007－2010

2.3 云微物理結(jié)構(gòu)特征

研究云的微物理結(jié)構(gòu)，對(duì)進(jìn)一步了解云微物理過(guò)程、降水效率、云輻射強(qiáng)迫作用及改進(jìn)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和氣候模式極為重要［8］。圖6為單層和多層云系的粒子數(shù)密度（冰粒子數(shù)密度Ni、水粒子數(shù)密度Nl）與高度的聯(lián)合概率密度分布，發(fā)現(xiàn)冰粒子主要分布在4 km高度以上，水粒子主要出現(xiàn)在9 km高度以下，超過(guò)0℃層的水粒子主要由過(guò)冷水滴組成。對(duì)于單層云S，Ni最大可達(dá)550 L－1，其中在4～7 km高度內(nèi)，隨著高度升高Ni逐漸增加；在7～13 km高度，Ni的平均廓線基本不變，約為150 L－1；在13 km高度以上主要為Dc，Ni隨高度升高而增加。對(duì)于多層云系中各云層，Ni平均廓線分布類似于S，但斜率和值相對(duì)較小，且雙層云大于三層云，下層云大于上層云，表明Sc大于 As（Ac），Ci最小。無(wú)論是單層云，還是多層云，Nl主要分布在0～80 cm－3范圍內(nèi)，從4 km高度至近地面Nl基本無(wú)變化，而在4 km高度以上隨著高度升高迅速減小。

圖7是單層和多層云系的云水含量（云的冰水含量IWC、液態(tài)水含量LWC）與高度的聯(lián)合概率密度分布。可以看出，對(duì)于單層云S，IWC最大超過(guò)1200 mg·m－3，低值出現(xiàn)的頻次較高，主要分布在8～11 km高度，該高度范圍內(nèi)Ci發(fā)生概率最大，表明Ci的IWC一般小于200 mg·m－3；IWC平均廓線表明，在4 km高度以上隨著高度升高IWC先增大后減小，在7 km處達(dá)到峰值（150 mg·m－3），這同楊大生等［26］在中國(guó)高緯度地區(qū)夏季6 km以上平均IWC隨著高度增加呈減少趨勢(shì)一致。由于Dc主要存在于S中，因此S的IWC和LWC平均廓線值高于多層云。對(duì)于多層云系，下層云的平均IWC大于上層云，且雙層云大于三層云，這與組成云系的類別有關(guān)。另外，各層云系的LWC均在近地面達(dá)到最大，且雙層云系大于三層云系，下層大于上層，即Sc大于 As（Ac），Ci最小。

云的冰水路徑和液態(tài)水路徑分別表征著整層大氣中云的冰水和液態(tài)水含量總和。夏季遼寧地區(qū)上空單層云系的冰水路徑（269.05 g·m－2）大于多層云系，雙層云系（122.47 g·m－2）大于三層云系（67.61 g·m－2），而液態(tài)水路徑各層云系差異較小，單層、雙層和三層云系依次為 212.02、209.38和208.16 g·m－2（表略）。

圖6 2007—2010年夏季遼寧地區(qū)各層云系冰粒子數(shù)密度（上）、水粒子數(shù)密度（下）與高度的聯(lián)合概率密度分布（單位：%）（黑色實(shí)線為平均廓線，下同）Fig.6 The joint probability density distribution of ice particle number density（the top），water particle number density（the bottom）and height for different cloud layers over Liaoning Province in summer during 2007－2010（Unit：%）（The black solid line represents average profile，the same as below）

圖7 2007—2010年夏季遼寧地區(qū)各層云系冰水含量（上）、液態(tài)水含量（下）與高度的聯(lián)合概率密度分布（單位：%）Fig.7 The joint probability density distribution of ice water content（the top），liquid water content（the bottom）and height for different cloud layers over Liaoning Province in summer during 2007－2010（Unit：%）

研究云滴的有效半徑對(duì)深入了解云的微物理過(guò)程具有重要意義。從圖8看出，冰粒子有效半徑（IR）主要分布在30～160μm范圍內(nèi)，其中8～12 km高度的IR相對(duì)較小，主要分布在40～90μm之間，表明Ci粒子半徑較小，與前文結(jié)論一致。對(duì)于單層云S，IR平均廓線隨高度降低逐漸增大，表明云中的冰粒子在下降過(guò)程中存在碰并增長(zhǎng)過(guò)程。對(duì)于多層云系，IR平均廓線值低于S，且三層云系小于雙層云系，上層小于下層，同云水含量和粒子數(shù)密度的變化特征相同。水粒子有效半徑（LR）主要分布在3～25μm范圍內(nèi)，大值區(qū)主要位于近地面，對(duì)應(yīng)云水含量的大值區(qū)，且在2～8 km高度范圍內(nèi)LR隨高度變化不大，約為10μm。

2.4 環(huán)境溫濕特征

圖9是夏季遼寧地區(qū)平均比濕廓線和不同層云系下比濕距平廓線?？梢钥闯觯诮孛孀畲蠹s為12 g·kg－1，且隨著高度升高迅速減小。在晴空條件下，大氣比濕距平為負(fù)，近地面約為－1 g·kg－1；在有云條件下，比濕距平為正，表明大氣中水汽較無(wú)云時(shí)多，且云層數(shù)越多，水汽越充足。

圖8 2007—2010年夏季遼寧地區(qū)各層云系冰粒子（上）、水粒子（下）有效半徑與高度的聯(lián)合概率密度分布（單位：%）Fig.8 The joint probability density distribution of effective radius of ice particle（the top），water particle（the bottom）and height for different cloud layers over Liaoning Province in summer during 2007－2010（Unit：%）

圖9 2007—2010年夏季遼寧地區(qū)比濕平均廓線（a）和不同層云系下比濕距平廓線（b）Fig.9 The vertical profile of average specific humidity（a）and specific humidity anomaly of cloud with different layers（b）over Liaoning Province in summer during 2007－2010

夏季，云在白天和夜晚的輻射強(qiáng)迫不同，因此統(tǒng)計(jì)了白天和夜晚平均近地面溫度及各層云系下近地面溫度距平（表3），發(fā)現(xiàn)，在白天，近地面溫度有云時(shí)比平均值低0.47 K，且多層云系降溫效果大于單層云系，降溫幅度可達(dá)1 K，而晴空時(shí)則比平均值高1.31 K，表明白天云反射太陽(yáng)短波輻射的冷卻作用大于長(zhǎng)波輻射加熱作用；在夜晚，云對(duì)地面輻射強(qiáng)迫只限于紅外部分，有云時(shí)較平均值高0.13 K，且隨云層數(shù)增加增溫作用越明顯，而晴空時(shí)則低于平均值0.32 K。值得注意的是，由于深厚對(duì)流云主要發(fā)生在單層云中，且發(fā)生時(shí)近地面溫度降低，因此單層云夜晚近地面溫度距平接近0 K。

表3 2007—2010年夏季白天和夜晚遼寧地區(qū)近地面平均溫度和各層云系下近地面溫度距平Tab.3 The average value of near－surface temperature and its anomaly under different cloud layers conditions in the daytime and nighttime of summer during 2007－2010 over Liaoning Province單位：K

3 結(jié) 論

（1）夏季遼寧地區(qū)云概率為72.65%，主要由單層云組成（51.26%），其次為雙層云（18.44%）和三層云（2.78%）。單層云系主要由Ci和As組成，其次是Ac和Dc。多層云系的上層以Ci為主，雙層云的下層主要由Ac、As和Sc組成，少部分由Ns和Dc組成，而三層云多以中層為As或Ac、下層為Sc的組合出現(xiàn)。單層降水云主要以Dc為主，Ns多發(fā)生在單層云和雙層云的下層中。

（2）夏季遼寧地區(qū)云頂最大高度約15 km，單層云出現(xiàn)在7～11 km高度的頻率大，主要由粒子較小的Ci和As組成，且強(qiáng)回波區(qū)域主要由Dc組成，回波強(qiáng)度隨著高度的升高先增大后減小，峰值在5 km高度附近。多層云系中各云層的回波強(qiáng)度均較單層云低，下層強(qiáng)于上層，且隨著云層數(shù)的增加云層厚度、相鄰云層間距逐漸減小。

（3）對(duì)于單層云，Ni隨高度升高而增大，但7～13 km范圍變化不大，而Nl在4 km高度以下變化不大，在4 km以上則隨著高度的升高逐漸減??；IWC隨著高度升高先增大后減小，在7 km處達(dá)到峰值，而LWC則隨著高度的升高而減小，在近地面最大；IR隨著高度的升高逐漸減小，大值區(qū)主要在近地面。多層云系中各層的云微物理量垂直廓線分布同單層云類似，但值相對(duì)較小，且上層小于下層，這與組成云層的類型有關(guān)，其中Dc的粒子半徑、云水含量和粒子數(shù)密度最大，其次為Sc和As（Ac），Ci最小。單層云系的冰水路徑大于多層云系，而液態(tài)水路徑各層云系差異較小。

（4）有云條件下的比濕較晴空時(shí)大，大氣中水汽更充足，且多層云系水汽比單層云系更豐富。云在白天和夜晚的平均輻射強(qiáng)迫效應(yīng)不同，白天有云時(shí)近地面溫度降低，夜晚則相反。