降水暖云是指云顶温度高于0℃并产生降水的云,它是广泛分布于热带及副热带洋面的重要云类型之一,对热带及副热带洋面的总降水量具有显著贡献。降水暖云的时空分布及变化对对流层的中低层中的水汽分布也起到重要作用,并且对地气辐射平衡有着显著的调节作用。由于在洋面受到观测条件的限制,我们对洋面降水暖云宏观参数的大范围时空分布、微物理参数结构特征及其辐射特征缺乏系统的认识,从而影响了气候模型模拟气候的不确定性。本论文利用热带测雨卫星TRMM上搭载的测雨雷达(PR)和可见光/红外扫描仪(VIRS)的探测结果和反演的云参数数据集,研究了热带及副热带太平洋降水暖云的降水和云参数的时空分布及垂直结构特征,并基于云参数特征,利用辐射传输模式计算评估了降水暖云的辐射强迫效应,并对比分析了极端强和极端弱的降水暖云的降水特征、云参数及辐射强迫特征的差异。　　1.降水暖云时空分布特征　　本研究揭示了降水暖云主要分布在热带及副热带太平洋的热带辐合带(ITCZ)及南太平洋辐合带(SPCZ)及西北太平洋区域,其中东南太平洋和夏威夷东侧洋面上的降水几乎为降水暖云。根据降水暖云在太平洋上的地域性特征差异,本文把降水暖云划分为三类:阶段性降水暖云、混合型降水暖云和纯降水暖云。(1)阶段性降水暖云属于降水系统发展过程中的一个阶段,它午夜多、白天少,降水频次可达2.2％,对总降水贡献小于40％,降水回波顶高度达5.5km;这类降水主要位于太平洋ITCZ及其两侧的偏东信风区,即副高南侧的赤道东风带上,大气中层为副热带低压槽和赤道槽,这里对应上升运动或弱下沉运动、不稳定大气或中性大气层结。(2)混合型降水暖云位于ITCZ中段至东段北侧的偏东北信风区,它午夜至凌晨出现、午后稀少,频次小于1.2％,对总降水贡献达80％,回波顶高度达4km。(3)纯降水暖云位于ITCZ中段至东段的南侧东南信风区,它们午夜至早晨出现、午后稀少,频次小于1.3％,对总降水贡献均达95％,回波顶高度可达4km。混合型降水暖云和纯降水暖云对应的海表温度为295～299K,低层大气风场为风向切变型,500hPa对应高压内的下沉运动,相对而言混合型降水暖云区域的大气相对稳定性差,故一些降水暖云能发展至较深厚的降水。　　2.降水暖云的云参数特征　　热带太平洋洋面的大部分降水暖云的云粒子有效半径多为15.6μm,对应云光学厚度和液态水路径约为16和140g/m2。在西太平洋暖池区云粒子较大(～16μm),对应光学厚度(～13)和液态水路径(～150g/m2)偏低。在夏秋季,高频次的暖池区云光学厚度明显低于冬春季,而东南太平洋云粒子和云光学厚度和液态水路径均高于冬春季。对于薄而高的降水暖云,云粒子较小,云光学厚度偏高,云亮温在273～283K,回波顶高度约在4～5km。厚而高的降水暖云,云粒子有效半径约为15.6μm,云液态水路径超过300g/m2,回波顶高度低于4km,亮温在273～283K。对于薄而低的降水暖云,回波顶高度高于3km,并且越高的回波顶高度云粒子显著偏大,特别是高于5km时,亮温约为283～293K。厚而低的暖云一般云粒子较大,亮温偏高并且回波顶高度多在3km以下。较小的降水暖云的云粒子多出现在0900～1000LST时和1200～1300LST时,大气累积太阳辐射热量增加洋面水汽,暖云粒子半径增大,云光学厚度和液态水路径也相应变大。并且云粒子上层偏小下层偏大,早至中午时云粒子下降过程碰并产生了更大云粒子在更低的高度上,产生的降水更强对应的雷达回波更大。而在1500～1600LST时云光学厚度和液态水路径明显大于其他时段,并且对应云粒子在上层偏大而下层偏小,云粒子在下降过程中衰减为更小粒子,降水强度弱回波强度低。　　3.极端弱和强降水暖云的降水、云及辐射强迫特征　　极端弱和强降水暖云发生高频次区域与总降水暖云分布基本一致,集中分布在西北太平洋、西太平洋暖池、ITCZ和SPCZ区域,并且极端强降水暖云频次略高于弱降水暖云。此外,西太平洋暖池区上的降水暖云多为极端弱降水暖云,区域上不稳定度较大,多伴随更强对流运动,与浓积云关系密切。而印度尼西亚群岛洋面、SPCZ和墨西哥西侧洋面的降水暖云多发生极端强降水暖云,占总降水暖云16％以上,多为阶段性降水暖云,并受到下垫面为大陆或者岛屿的影响,产生降水强度更强。极端弱降水暖云的云粒子有效半径略大于极端强降水暖云,云光学厚度和液态水路径集中分布于14和120g/m2,而极端强降水云分别为15.6μm、26和250g/m2。高亮温一般对应较低的回波项高度,在回波顶高度低于约3.5km时,极端强降水暖云的碰并凝结过程中增大的粒子有效半径产生更强的降水。但在极端弱降水暖云中,由于回波顶高度需要达到一定阈值高度满足降水形成,亮温的增大对应回波顶高度的减小不明显。弱降水暖云可产生约-0.5W/m2的负辐射强迫,这种负辐射强迫比极端强降水暖云的负辐射强迫小约-3W/m2,并且暖云辐射强迫受云量分布和云光学厚度的影响明显。早晨时段极端强降水暖云产生的负辐射强迫明显高于傍晚时段,约为-0.3W/m2。而极端弱降水暖云在产生较强的负辐射强迫多发生于1400～1500LST。