Ship-based lidar evaluation of Southern Ocean low clouds in the storm-resolving general circulation model ICON and the ERA5 and MERRA-2 reanalyses
Notice bibliographique
Résumé
Global storm resolving models (GSRMs) represent the next generation of global climate models. One of them is a 5‐km Icosahedral Nonhydrostatic Weather and Climate Model (ICON). Its high resolution means that parameterizations of convection and clouds, including subgrid‐scale clouds, are omitted, relying on explicit simulation but necessarily utilizing microphysics and turbulence parameterizations. Standard‐resolution (10–100 km) models, which use convection and cloud parameterizations, have substantial cloud biases over the Southern Ocean (SO), adversely affecting radiation and sea surface temperature. The SO is dominated by low clouds, which cannot be observed accurately from space due to overlapping clouds, attenuation, and ground clutter. We evaluated SO clouds in ICON and the ERA5 and MERRA‐2 reanalyzes using approximately 2400 days of lidar observations and 2300 radiosonde profiles from 31 voyages and a Macquarie Island station during 2010–2021, compared to the model and reanalyzes using a ground‐based lidar simulator. We found that ICON and the reanalyzes underestimate the total cloud fraction by about 10% and 20%, respectively. ICON and ERA5 overestimate the cloud occurrence peak at about 500 m, associated with underestimated lower tropospheric stability and overestimated lifting condensation level. The reanalyzes strongly underestimate fog and very low‐level clouds, and MERRA‐2 underestimates cloud occurrence at almost all heights. Outgoing shortwave radiation is overestimated in MERRA‐2, implying a “too few, too bright” cloud problem. SO cloud and fog biases are a substantial issue in the analyzed model and reanalyzes and result in shortwave and longwave radiation biases.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».