Three Modes of Cloud-Boundary Layer Coupling over the Southern Ocean: Performance of Conventional and Mass-flux PBL Schemes
Notice bibliographique
Résumé
While the continental planetary boundary layer (PBL) structure and model capability to simulate it are relatively well understood, its structure and the ability of models to simulate it over the Southern Ocean (SO), especially in the presence of clouds, are less known. In this study, in situ soundings and remote sensing data collected from ships during two field campaigns over the SO, the Measurements of Aerosols, Radiation and Clouds over the Southern Ocean (MARCUS) and the Clouds Aerosols Precipitation Radiation and atmospheric Composition over the Southern Ocean (CAPRICORN) campaigns, and WRF simulations with different PBL schemes are examined to study the boundary layer structure over the SO, focusing particularly on the coupling status between the surface-based boundary layer and the single cloud layer above. Ten single cloud layer cases, including Dec. 1, 2017, Mar. 21-22, 2018, Mar. 23, 2018, Jan. 10, 2018 detected during MARCUS, and Feb. 17-18, 2018 detected during CAPRICORN, are examined. The cloud-boundary layer coupling over the SO for these cases can be classified into three modes: Coupled cloud-boundary layer in the presence of weak surface positive flux; Decoupled cloud-boundary layer in the presence of surface negative flux, with a very shallow surface-based PBL; and Decoupled cloud-boundary layer in the presence of single-layer high clouds and stronger surface positive flux, with thicker surface-based PBL. WRF simulations were conducted for these selected cases using different PBL schemes, including the Yonsei University (YSU) scheme with and without extra mixing and entrainment induced by cloud-top cooling (referred to as YSUtopdown when the cloud-top cooling treatment is included), the Mellor–Yamada Nakanishi and Niino (MYNN) scheme, and the MYNN scheme with the eddy-diffusivity (ED) local closure and mass flux (MF) nonlocal approach (referred to as MYNN-EDMF). For cases with the different cloud-boundary layer coupling modes, different PBL schemes provided the best consistency with observations. The MYNN-EDMF scheme is more consistent with observations than the conventional PBL schemes for the type 3 coupling mode because of the different vertical extent of local mixing and nonlocal mass flux in presence of sufficient surface flux. The YSUtopdown scheme has more consistency with observations than the YSU scheme for the type 1 coupling mode to simulate higher cloud-topped boundary layer. For the type 2 coupling mode, the different PBL schemes perform similarly.
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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) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».