Effect of aerosol sub-grid variability on aerosol optical depth and cloud condensation nuclei: Implications for global aerosol modelling
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. A fundamental limitation of grid-based models is their inability to resolve variability on scales smaller than a grid box. Past research has shown that significant aerosol variability exists on scales smaller than these grid-boxes, which can lead to discrepancies in simulated aerosol climate effects between high and low resolution models. This study investigates the impact of neglecting sub-grid variability in present-day global microphysical aerosol models on aerosol optical depth (AOD) and cloud condensation nuclei (CCN). We introduce a novel technique to isolate the effect of aerosol variability from other sources of model variability by varying the resolution of aerosol and trace gas fields while maintaining a constant resolution in the rest of the model. We compare WRF-Chem runs in which aerosol and gases are simulated at 80 km and again at 10 km resolutions; in both simulations the other model components, such as meteorology and dynamics, are kept at the 10 km baseline resolution. We find that AOD is underestimated by 13 % and CCN is overestimated by 27 % when aerosol and gases are simulated at 80 km resolution compared to 10 km. Processes most affected by neglecting aerosol sub-grid variability are gas-phase chemistry and aerosol uptake of water through aerosol/gas equilibrium reactions. The inherent non-linearities in these processes result in large changes in aerosol parameters when aerosol and gaseous species are artificially mixed over large spatial scales. These changes in aerosol and gas concentrations are exaggerated by convective transport, which transports these altered concentrations to altitudes where their effect is more pronounced. These results demonstrate that aerosol variability can have a large impact on simulating aerosol climate effects, even when meteorology and dynamics are held constant. Future aerosol model development should focus on accounting for the effect of sub-grid variability on these processes at global scales in order to improve model predictions of the aerosol effect on climate.
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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 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 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 | 0,001 |
| 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 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 ».