High ice water content at low radar reflectivity near deep convection – Part 2: Evaluation of microphysical pathways in updraft parcel simulations
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. The aeronautics industry has established that a threat to aircraft is posed by atmospheric conditions of substantial ice water content (IWC) where equivalent radar reflectivity (Ze) does not exceed 20–30 dBZ and supercooled water is not present; these conditions are encountered almost exclusively in the vicinity of deep convection. Part 1 (Fridlind et al., 2015) of this two-part study presents in situ measurements of such conditions sampled by Airbus in three tropical regions, commonly near 11 km and −43 °C, and concludes that the measured ice particle size distributions are broadly consistent with past literature with profiling radar measurements of Ze and mean Doppler velocity obtained within monsoonal deep convection in one of the regions sampled. In all three regions, the Airbus measurements generally indicate variable IWC that often exceeds 2 g m-3 with relatively uniform mass median area-equivalent diameter (MMDeq) of 200–300 μm. Here we use a parcel model with size-resolved microphysics to investigate microphysical pathways that could lead to such conditions. Our simulations indicate that homogeneous freezing of water drops produces a much smaller ice MMDeq than observed, and occurs only in the absence of hydrometeor gravitational collection for the conditions considered. Development of a mass mode of ice aloft that overlaps with the measurements requires a substantial source of small ice particles at temperatures of about −10 °C or warmer, which subsequently grow from water vapor. One conceivable source in our simulation framework is Hallett–Mossop ice production; another is abundant concentrations of heterogeneous ice freezing nuclei acting together with copious shattering of water drops upon freezing. Regardless of the production mechanism, the dominant mass modal diameter of vapor-grown ice is reduced as the ice-multiplication source strength increases and as competition for water vapor increases. Both mass and modal diameter are reduced by entrainment and by increasing aerosol concentrations. Weaker updrafts lead to greater mass and larger modal diameters of vapor-grown ice, the opposite of expectations regarding lofting of larger ice particles in stronger updrafts. While stronger updrafts do loft more dense ice particles produced primarily by raindrop freezing, we find that weaker updrafts allow the warm rain process to reduce competition for diffusional growth of the less dense ice expected to persist in convective outflow.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».