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Enregistrement W4321493874 · doi:10.5194/egusphere-egu23-22

Observational and Modeling Studies of High Ice Water Content Clouds: Implications for Process–Oriented Understanding

2023· preprint· en· W4321493874 sur OpenAlexaffabout
Greg M. McFarquhar, Yongjie Huang, Yachao Hu, Peter Brechner, Alexei Korolev, Hugh Morrison, Jason A. Milbrandt, Mengistu Wolde, Cuong Viet Nguyen, Alain Protat

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueIcing and De-icing Technologies
Établissements canadiensEnvironment and Climate Change Canada
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésIce crystalsMesoscale meteorologyEnvironmental scienceConvectionAtmospheric sciencesDew pointMeteorologyLiquid water contentClimatologyGeographyGeology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

High ice water content (HIWC) regions with small ice crystals, where ice water contents (IWCs) are greater than 1.5 g m-3 and median mass diameters (MMDs) less than about 300 micrometers, occur above tropical mesoscale convective systems (MCSs) and can have detrimental impacts on aircraft engines. Data collected by the French Falcon aircraft and the National Research Council of Canada Convair-580 during the 2014 and 2015 High Altitude Ice Crystals and High Ice Water Content (HAIC/HIWC) projects are revisited here along with coordinated modeling studies to investigate processes that can produce such HIWCs. In particular, data collected from 2014 in the vicinity of Darwin Australia and from 2015 in the vicinity of Cayenne French Guyana are used to determine how bulk microphysical properties (e.g., number concentration, IWC, median volume diameter) and characteristics of ice crystal size distributions (i.e., multimodal nature, parameters fit to gamma distributions for each mode) vary with environmental conditions such as temperature, vertical velocity, MCS age, distance from MCS core, and surface characteristics. It is determined that temperature and vertical velocity are the biggest controls of small ice crystals, but younger cells, stronger convective strengths and closer proximity to convective cores also increase the relative importance of small crystals.Numerical simulations conducted using the Weather Research and Forecasting model with four different bulk microphysics schemes generally reproduce the observed temperature, dew-point, and wind structure. However, comparison of regime-specific observations against properties simulated over Cayenne using a variety of existing parameterization schemes show that although the coverage and evolution of convection is well predicted, simulations overestimate the intensity and spatial extent of observed airborne X-band radar reflectivity and do not well depict the peak of observed size distributions with maximum dimensions between 0.1 and 1 mm. To explore formation mechanisms for large numbers of small ice crystals, a series of simulations varying the representation of secondary ice production (SIP) processes were conducted. Simulations including one of three SIP mechanisms separately (i.e., the Hallett–Mossop mechanism, fragmentation during ice–ice collisions, and shattering of freezing droplets) did not replicate the observed ratio of number concentration divided by IWC. However, the simulation including all three SIP processes produced HIWC regions consistent with observations in terms of number concentration and radar reflectivity, which was not replicated using the original P3 two-ice category configuration that only included the Hallett-Mossop mechanism. In summary, observations and simulations show primary ice production plays a key role in generating HIWC regions at temperatures < -40 Celsius, shattering of freezing droplets dominates ice particle production in HIWC regions between -15 and 0 Celsius during the early stage of convection, and fragmentation during ice–ice collisions dominates between -15 and 0 Celsius during the later stage of convection and between -40 and -20 Celsius over the whole convection period. This study thus shows the dominant role of SIP processes in the formation of numerous small crystals in HIWC regions. Implications for future measurement and modeling needs are discussed.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,596
Score d'incertitude au seuil0,562

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,495
Tête enseignante GPT0,361
Écart entre enseignants0,134 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2023
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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