Sensitivity of cloud-phase distribution to cloud microphysics and thermodynamics in simulated deep convective clouds and SEVIRI retrievals
Notice bibliographique
Résumé
The formation of ice in clouds is an important process in mixed-phase clouds, and the radiative properties and dynamical developments of clouds strongly depend on their partitioning between the liquid and ice phases. In this study, we investigated the sensitivities of the cloud phase to the ice-nucleating particle (INP) concentration and thermodynamics. Moreover, passive satellite retrieval algorithms and cloud products were evaluated to identify whether they could detect cloud microphysical and thermodynamical perturbations. Experiments were conducted using the ICOsahedral Nonhydrostatic (ICON) model at the convection-permitting resolution of about 1.2 km on a domain covering significant parts of central Europe, and they were compared to two different retrieval products based on Spinning Enhanced Visible and InfraRed Imager (SEVIRI) measurements. We selected a day with multiple isolated deep convective clouds, reaching a homogeneous freezing temperature at the cloud top. The simulated cloud liquid pixel fractions were found to decrease with increasing INP concentration, both within clouds and at the cloud top. The decrease in the cloud liquid pixel fraction was not monotonic and was stronger in high-INP cases. Cloud-top glaciation temperatures shifted toward warmer temperatures with an increasing INP concentration by as much as 8 °C. Moreover, the impact of the INP concentration on cloud-phase partitioning was more pronounced at the cloud top than within the cloud. Furthermore, initial and lateral boundary temperature fields were perturbed with increasing and decreasing temperature increments from 0 to ±3 and ±5 K between 3 and 12 km, respectively. Perturbing the initial thermodynamic state was also found to systematically affect the cloud-phase distribution. However, the simulated cloud-top liquid pixel fraction, diagnosed using radiative transfer simulations as input to a satellite forward operator and two different satellite remote-sensing retrieval algorithms, deviated from one of the satellite products regardless of perturbations in the INP concentration or the initial thermodynamic state for warmer subzero temperatures while agreeing with the other retrieval scheme much better, in particular for the high-INP and high-CAPE (convective available potential energy) scenarios. Perturbing the initial thermodynamic state, which artificially increases the instability of the mid- and upper-troposphere, brought the simulated cloud-top liquid pixel fraction closer to the satellite observations, especially in the warmer mixed-phase temperature range.
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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 | 0,000 |
| 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 ».