Influence of Winter Monsoon on Cloud Thermodynamic Phase over Central and South-East Asia

Abstract

Previous studies stated that ice crystal number concentration (Ni) - give a strong constraint on the calculation of cloud radiative forcing (CRF) and become an important parameter for studying the general circulation of the atmosphere. Thus, it is important to study both the microphysical and dynamical processes in order to understand the factors disturbing the natural relationship between Ni and temperature. Here, we investigated the relationship between cloud thermodynamic phase at -20°C isotherm and Winter Monsoon (November to March) over Central Asia (Tibet, latitudes 31°N to 45°N and longitude 75°E to 105°E) and South-East Asia (SEA, latitudes 10°S to 20°N and longitude 95°E to 130°E) by analyzing the vertical profile of Cloud Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization (CALIOP). Attention was paid on Tibet and SEA as these regions showed significant reduction in supercooled liquid cloud fraction (SCF) values during the Winter Monsoon. We found that the formation of cirrus cloud over Tibetan plateau tends to reduce SCF by 20 % and the formation of deep convective clouds over the SEA tends to reduce SCF by approximately 18 %. We suggested that the reduction of SCFs highly corresponding to the formation of cirrus clouds by ice nucleation and secondary ice crystal in deep convective clouds by ice multiplication processes. In this study, we described the relevant mechanism by using the satellite data that show how the Winter Monsoon change the liquid and ice cloud fraction of mixed-phase clouds in Tibet and SEA regions;이전 연구에 의하면 얼음 입자 수농도(Ni)는 구름복사강제력의 계산에 영향을 주어 대기 대순환의 연구에도 중요한 값이다. 따라서 Ni와 온도와의 자연적 관계를 깨는 여러 요인들을 이해하기 위해 미세물리적, 역학적 과정들을 연구하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 CALIOP 위성의 연직분포 자료를 분석하여 중앙아시아(티벳)과 동남아시아(SEA)에서 겨울몬순과 -20°C 등온면에서의 구름상과의 상관관계를 보였다. 티벳과 SEA지역에 집중한 이유는 겨울몬순 기간에 이 지역에서 과냉각수적비율(SCF)이 현저히 감소하였기 때문이다. 티벳 고원에서는 권운의 형성으로 SCF 20%가 감소하며, SEA에서는 깊은 대류운의 형성으로 SCF 18%가 감소하였다. 권운은 얼음의 핵생성 과정에 의해, 깊은 대류운에서는 빙정 증가(ice multiplication)에 의해 SCF가 감소하는 것으로 사료된다.본 연구에서는 인공위성 관측자료를 사용하여 관련 메커니즘을 묘사함으로써, 겨울몬순이 티벳과 SEA지역의 혼합상 구름의 수적 또는 빙정 구름의 비율을 어떻게 줄이는지를 설명하였다.