云的日变化对调节热带气旋的降水和强度演变具有重要作用。然而，由于缺乏连续的云物理属性观测，热带气旋云系的日变化特征尚不明晰。论文基于ResUnet-GOES模型反演了2019-2023年北大西洋热带气旋的全天时云物理属性，并首次在日变化尺度上开展了系统性分析。
研究发现，热带气旋内核区域（0-200km）的云顶高度在一天内出现两个峰值，分别发生在地方时05时和14时，云的光学厚度和云水路径最大值出现在凌晨05时，最小值出现在下午17时。云滴有效半径的峰值出现在下午16时（图一）。以往研究中通过分析红外亮温的日变化只能得到云顶亮温在凌晨和午后各自存在一个低值，但无法明确具体的云物理属性变化。基于云物理属性的日变化分析则给出了更具体的响应特征：云顶高度在夜间和午后存在两个峰值，云光学厚度和云水路径在夜间发展并在凌晨达到峰值，云滴有效半径在白天增长并在午后达到峰值。
图一（a-e）热带气旋在0-200km和200-500km半径范围内平均云顶高度（CTH）、云光学厚度(COT)、云滴有效半径(CER)、云水路径(CWP)和11.2微米红外亮温随地方标准时刻（LST）的日变化?；疑蟛钕弑硎靖髯榈谋曜嘉?。(f-j) 和 (k-e) 分别为地方时05时和17时的热带气旋（以热带气旋中心位置判断）在0-500km半径范围内云物理属性和11.2微米红外亮温的合成图。
通过分离深对流云和非深对流云的变化，发现凌晨时段的云顶高度、云光学厚度、云水路径的增加主要来自于深对流云的贡献。而午后云顶高度的发展和粒子半径增长主要是卷云、层云等非对流云贡献的。热带气旋深对流云的云顶高度、云水路径在夜间至凌晨发展，其峰值时刻与热带气旋内核区域最大降水率出现的时间一致。
夜间云顶的辐射冷却会促进深对流云的垂直发展和水平扩张。在凌晨时段（地方时01-05时），热带气旋内核区的平均深对流云比例为37.2%，显著高于傍晚（地方时16-20时）的深对流云比例（33.4%)。凌晨的深对流云平均云顶高度（13.3km）显著高于傍晚（13.1km）。凌晨的深对流云平均云水路径（837g/m2）显著高于傍晚（793g/m2）。
图二热带气旋0-200km范围内深对流云（DCC）与非深对流云（non-DCCs）在地方标准时01-05时和16-20时的平均覆盖范围和云物理属性的对比示意图。
热带气旋在凌晨时段展现出更高的云顶高度（较傍晚高0.2km）和更大的云水路径（较傍晚高43g/m2），这一结果从云微物理的角度为前人发现的热带气旋夜间降水增强现象提供了关键证据。
上述相关成果已发表在Geophysical Research Letters杂志上，第一作者是复旦大学大气与海洋系博士生刘翠苹，通讯作者为复旦大学大气与海洋科学系的张峰教授。论文共同作者还包括复旦大学大气与海洋科学系欧阳慧灵博士和上海理工大学李雯雯博士。
论文信息：
Liu, C., Zhang, F.*, Ouyang, H., Li, W., & Zhao, Z. (2025). Diurnal variation of cloud physical properties for tropical cyclones over North Atlantic in 2019–2023. Geophysical Research Letters, 52, e2025GL115566. https://doi.org/10.1029/2025GL115566
