A New Stochastic Model for the Boundary Layer Clouds and Stratocumulus Phase Transition Regimes: Open Cells, Closed Cells, and Convective Rolls
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Adequate forecasting, nowcasting, and parameterization of fog and low clouds is still challenging despite being the focus of intensive research for a long time. Stratocumulus clouds have the ability to self‐organize into a variety of topological structures, including closed and open convection cells, convection rolls, and scattered cumulus. A lot is known about the large‐scale conditions in which shallow clouds and fog develop and decay. However, because of the various complex interactions with the environment, transitions between these various cloud regimes are hard to capture in numerical models. Recent work viewed these cloud regimes as the equilibrium states of phase transition in a stochastic model. Here we build on this idea to propose a new stochastic model based on the lattice particles‐Ising model of statistical mechanics, bringing in important improvements by allowing, for example, multiple equilibria and for direct feedback onto the large‐scale dynamics. Idealized numerical simulations demonstrate that the new model reproduces qualitatively the observed regimes of stratocumulus when the external forcing is varied. The new model forms a metastable dynamical system where transitions between extreme regimes occur dynamically, that is, within the same numerical simulation, for a large range of fixed parameter values, and sometimes lead to the co‐occurrence of mixed states with pockets of closed cells and open cells intercepted by regions of scattered cloudiness, resembling the emergence of convection rolls in nature. This is believed to be a step forward in improving the parameterization of shallow clouds in climate models.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».