A comprehensive numerical study of aerosol-cloud-precipitation interactions in marine stratocumulus
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Three-dimensional large-eddy simulations (LES) with detailed bin-resolved microphysics are performed to explore the diurnal variation of marine stratocumulus (MSc) clouds under clean and polluted conditions. The sensitivity of the aerosol-cloud-precipitation interactions to variation of sea surface temperature, free tropospheric humidity, large-scale divergence rate, and wind speed is assessed. The comprehensive set of simulations corroborates previous studies that (1) with moderate/heavy drizzle, an increase in aerosol leads to an increase in cloud thickness; and (2) with non/light drizzle, an increase in aerosol results in a thinner cloud, due to the pronounced effect on entrainment. It is shown that for higher SST, stronger large-scale divergence, drier free troposphere, or lower wind speed, the cloud thins and precipitation decreases. The sign and magnitude of the Twomey effect, droplet dispersion effect, cloud thickness effect, and cloud optical depth susceptibility to aerosol perturbations (i.e., change in cloud optical depth to change in aerosol number concentration) are evaluated by LES experiments and compared with analytical formulations. The Twomey effect emerges as dominant in total cloud optical depth susceptibility to aerosol perturbations. The dispersion effect, that of aerosol perturbations on the cloud droplet size spectrum, is positive (i.e., increase in aerosol leads to spectral narrowing) and accounts for 3% to 10% of the total cloud optical depth susceptibility at nighttime, with greater influence in heavier drizzling clouds. The cloud thickness effect is negative (i.e., increase in aerosol leads to thinner cloud) for non/light drizzling cloud and positive for a moderate/heavy drizzling clouds; the cloud thickness effect contributes 5% to 22% of the nighttime total cloud susceptibility. Overall, the total cloud optical depth susceptibility ranges from ~0.28 to 0.53 at night; an increase in aerosol concentration enhances cloud optical depth, especially with heavier precipitation and in a more pristine environment. During the daytime, the range of magnitude for each effect is more variable owing to cloud thinning and decoupling. The good agreement between LES experiments and analytical formulations suggests that the latter may be useful in evaluations of the total cloud susceptibility. The ratio of the magnitude of the cloud thickness effect to that of the Twomey effect depends on cloud base height and cloud thickness in unperturbed (clean) clouds.
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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) | 0,004 | 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 ».