Evaluation of radar reflectivity factor simulations of ice crystal populations from in situ observations for the retrieval of condensed water content in tropical mesoscale convective systems
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. This study presents the evaluation of a technique to estimate cloud condensed water content (CWC) in tropical convection from airborne cloud radar reflectivity factors at 94 GHz and in situ measurements of particle size distributions (PSDs) and aspect ratios of ice crystal populations. The approach is to calculate from each 5 s mean PSD and flight-level reflectivity the variability of all possible solutions of m(D) relationships fulfilling the condition that the simulated radar reflectivity factor (T-matrix method) matches the measured radar reflectivity factor. For the reflectivity simulations, ice crystals were approximated as oblate spheroids, without using a priori assumptions on the mass–size relationship of ice crystals. The CWC calculations demonstrate that individual CWC values are in the range ±32 % of the retrieved average CWC value over all CWC solutions for the chosen 5 s time intervals. In addition, during the airborne field campaign performed out of Darwin in 2014, as part of the international High Altitude Ice Crystals/High Ice Water Content (HAIC/HIWC) projects, CWCs were measured independently with the new IKP-2 (isokinetic evaporator probe) instrument along with simultaneous particle imagery and radar reflectivity. Retrieved CWCs from the T-matrix radar reflectivity simulations are on average 16 % higher than the direct CWCIKP measurements. The differences between the CWCIKP and averaged retrieved CWCs are found to be primarily a function of the total number concentration of ice crystals. Consequently, a correction term is applied (as a function of total number concentration) that significantly improves the retrieved CWC. After correction, the retrieved CWCs have a median relative error with respect to measured values of only −1 %. Uncertainties in the measurements of total concentration of hydrometeors are investigated in order to calculate their contribution to the relative error of calculated CWC with respect to measured CWCIKP. It is shown that an overestimation of the concentration by about +50 % increases the relative errors of retrieved CWCs by only +29 %, while possible shattering, which impacts only the concentration of small hydrometeors, increases the relative error by about +4 %. Moreover, all cloud events with encountered graupel particles were studied and compared to events without observed graupel particles. Overall, graupel particles seem to have the largest impact on high crystal number-concentration conditions and show relative errors in retrieved CWCs that are higher than for events without graupel particles.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| 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) | 0,000 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».