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Enregistrement W7011481021

The Microphysical Properties and Sensitivities of Marine Fog

2024· other· en· W7011481021 sur OpenAlexaboutno aff

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typeother
Langueen
DomaineArts and Humanities
ThématiqueHistorical Architecture and Urbanism
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésAerosolRadiative transferCloud computingClimate modelAtmospheric modelRadiative coolingCloud physicsMarine stratocumulus
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Marine fog presents a modeling challenge. Accurate forecasts rely on understanding the unique behaviors of a variety of of marine fog types, but the marine environment is remote, and a lack of observations has contributed to a limited understanding. Cloud base lowering (CBL) in which radiative cooling at the top of a stratus cloud leads to the downward growth of cloud base and the formation of fog, is one of the more common ways that marine fog forms. However, relatively little work has been devoted to the influence of microphysics on the formation and evolution of CBL fog. This gap is addressed here by pairing multiple modeling experiments conducted using different models, microphysics schemes, and case setups with in situ observations. This dissertation provides insights into aspects of marine fog that can be used to inform future research and improve forecasts.Chapter 2 uses a marine fog event that occurred near Canada’s Grand Banks to investigate the sensitivity of simulated fog properties to six model parameters found primarily in the microphysics scheme. Analysis of model simulations shows that the shape parameter, which controls the relative width of the droplet size distribution, and the aerosol number concentration have the greatest impact on fog in terms of spatial extent, duration, and surface visibility. Additionally, we find that the influence of the shape parameter is expressed primarily through its effect on microphysical processes and not its effects on the radiative properties of clouds. Higher shape parameter and higher aerosol concentration, both of which reduce mean fall speed of droplets and/or suppress drizzle formation, lead to reduced visibility in fog but also delayed the onset of fog, shortened its lifetimes, and reduced its spatial extent. Chapter 3 employs a modeling experiment conducted on an idealized cloud base lowering fog case to build upon the results of Chapter 2, particularly the link between aerosol, mean fall speed, and the trade-off between the duration/extent and density of fog. We use a single-column model configured with bin microphysics to investigate the interplay among aerosols, microphysics, and CBL fog evolution under diverse meteorological conditions. We find that lower aerosol concentrations lead to earlier fog formation due to faster gravitational settling of larger droplets, which serves to flux moisture downward. Faster gravitational settling (among other mechanisms at low aerosol concentration) also suppresses entrainment at cloud top which aids in keeping the liquid water path high. However, faster gravitational settling also limits the fog water concentration through faster liquid deposition to the surface. It is these counteracting influences of gravitational settling that appear to cause both prolonged fog duration and suppressed fog water concentration. The relative strength of these counteracting influences depends on the environmental conditions.In Chapter 4, we return to the link between the assumed width of droplet size distributions in models and the behavior of simulated fog. We simulate the same idealized CBL fog case from Chapter 3, but with a bulk microphysics scheme to study the relationship between the shape parameter and fog properties. We once again find that higher shape parameter, which corresponds to a narrower droplet size distribution, suppresses fog formation but leads to lower minimum visibility during fog. We then pair this finding with an analysis of in situ observations of droplet size distributions for fog events that occurred on Sable Island to evaluate the implications of how observed fog droplet size distributions (DSDs) are parameterized in models. Most of the fog observations had bimodal DSDs. Conventional model parameterizations, which assume that the DSD follows a gamma PDF, do a poor job qualitatively replicating observed DSDs. Nonetheless, we find minimal overall bias between the mean fall speeds of the observed and approximated DSDs, but find that the collision rates of observed DSDs were better approximated with shape parameters four times greater than those calculated using relative dispersion. The results show that using relative dispersion from fog observations to parameterize DSD could result in models overestimating the duration of fog by up to 20%.

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,076
Score d'incertitude au seuil0,150

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
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 Opus0,019
Tête enseignante GPT0,171
Écart entre enseignants0,153 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
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
Publié2024
Routes d'admission1
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