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本文将多形状冰云光学性质参数化方案应用于辐射传输模式和气候模式中,详细讨论了冰云光学中的不确定性对辐射计算和气候模拟的影响。结果显示,冰晶粒子形状假定对冰云光学厚度、辐射通量和加热率以及温度场均有明显的影响。采用新的冰云方案使得全球平均云光学厚度值降低0.28;热带地区降低最为明显,其差异绝对值可达1.02,而在中高纬度陆地地区,两者的冰云光学厚度差别较小。冰晶粒子形状假定改变将导致全球平均的大气顶出射长波辐射通量增加5.52W/m~2。与观测资料的比较表明,多形状冰晶粒子假定明显减小了球形粒子假定对长波出射辐射的低估。对大气加热率廓线的模拟显示,多形状冰晶粒子假定会减弱短波辐射对大气的加热作用,同时增强长波辐射对大气的冷却作用;在热带对流层中高层,这两种影响尤为显著。冰晶粒子形状假定的改变对温度场有明显的影响,热带地区的对流层高层大气温度降低幅度可超过1.5 K。多形状假定下,形状权重对冰云光学和辐射特性的影响也比较大。不同形状冰晶粒子权重的选取对长波带平均消光系数、单次散射比、不对称因子和短波带平均不对称因子均有较大的影响。冰晶粒子权重选取对长波辐射通量有很大影响:对长波向下辐射通量,权重选择不同可在云底处造成高达-10.50W/m~2的差别;对长波向上辐射通量,权重选择不同可在云顶处造成高达15.05W/m~2的差别。冰晶粒子权重选择对短波辐射通量也存在较大影响:对短波向下辐射通量,权重选择不同可在云底处造成高达12.48W/m~2的差别;对短波向上辐射通量,权重选择不同可在云顶处造成高达-10.23W/m~2的差别。冰晶粒子权重选择对长波加热率影响较大,在云顶处和云底处分别可达1.31K/d和-2.06K/d。其次,基于改进后的冰云多形状光学性质参数化方案,详细分析了在辐射传输算法中通常使用的HG(Henye-Greenstein)近似对冰云短波辐射传输过程的影响。对于单个冰晶粒子光学性质,HG近似对相函数勒让德展开式第3和第4项系数计算造成了较大误差,最大误差分别为-0.28和-0.33,最大相对误差分别为-55.7%和-73.8%。第4项系数的误差绝对值和相对值均高于第3项系数。进一步分析发现,HG近似在可见光区造成的误差高于近红外区。对于冰云体积光学性质,HG近似同样对第3和第4项系数造成了较大的误差,最大误差分别为-0.18和-0.22,最大相对误差分别为-27.9%和-37.1%。第4项系数的误差高于第3项系数,可见光区误差高于近红外区,与对单个冰晶粒子光学性质的影响一致。对短波向下辐射通量造成的最大误差为-2.78W/m~2,对短波向上辐射通量造成的最大误差为-1.06W/m~2,对短波加热率造成的最大误差为0.27K/d。HG近似低估了短波辐射通量量,高估了云内加热率。最后,发现在气候模拟中,气体吸收和水云消光相互作用导致了更小的短波加热率和全球平均大气顶短波净辐射通量。前者在某些地区减少了2.54W/m~2,后者在某些纬度减小了0.086K/d;考虑了气候反馈之后,前者在某些地区减少了15.57W/m~2,后者在某些纬度减小了0.107K/d。