Att förstå molnets roll när det gäller att balansera jordens energis ins och outs innebär att titta på molnen från alla håll. Forskare jämförde satellit- och markbaserade instrumentdata som tittar på många egenskaper hos moln som har att göra med deras förmåga att absorbera, reflektera, och sprider solljusenergi. Deras resultat kommer att hjälpa klimatmodellerare att bättre representera molnens viktiga roll i jordens energibalans. Kredit:Pearson Education
Det beror på synvinkeln. Det är vad forskare från Pacific Northwest National Laboratory och deras kollegor fann när de undersökte varför satellit- och markbaserade molnmätningar ibland inte överensstämmer. Nu, Forskare har använt samlokaliserade mätningar för att testa hur väl de två typerna av mätningar överensstämmer. De hittade mestadels positiva nyheter. Många av mätningarna översätts till liknande data, men vissa gjorde det inte. Och nu vet forskarna varför.
"Vi tittade på hämtningar från satelliter som kryssar över en Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Climate Research Facility-plats på en atlantisk ö, där dussintals markbaserade instrument pekade mot himlen samlar in data, " sa Dr. Steve Ghan, atmosfärsforskare vid PNNL. "Där de två uppsättningarna av mätningar divergerar är droppens effektiva radie, ett mått som ger oss viktig insikt i hur väl ett moln reflekterar solens energi."
Arbetet inkluderade forskare vid University of Maryland-Baltimore County, University of Arizona, University of North Dakota, Pacific Northwest National Laboratory, NASA Goddard Space Flight Center och NASA Langley Research Center.
Moln är trafikpoliserna för solljusenergi. De är viktiga aktörer i hur jordens energi blir balanserad. Moln kan låta solljusenergi passera, studsa tillbaka till rymden eller fånga den energin nära jorden när den reflekteras tillbaka från ytan. Moln är kända som svåra att representera när man modellerar klimatet men är viktiga att få rätt på grund av deras enorma inverkan på jordens energibalans. Och när klimatet förändras, deras roll kommer att bli ännu viktigare att förstå.
Satellitbilder från MODIS tittar ner mot Azorerna. Den gröna pricken framhäver webbplatsen. Kredit:Pacific Northwest National Laboratory
Satelliter ger nära global täckning av molnmätningar, medan markbaserade instrument ger högre noggrannhet. Att hämta molnegenskaper via satellit ger värdefulla kontroller av molnsimuleringar gjorda av klimatmodeller, men till och med noggrannheten hos dessa hämtningar begränsas av antaganden om egenskaperna hos ytan nedan. Ytbaserade mätningar (från marken tittar upp) påverkas inte lika mycket av ytegenskaper, så de är mer exakta vyer än hämtningar från rymden. Ytbaserade hämtningar kan därför ge benchmarkmätningar för att utvärdera dem från satelliter. I det här pappret, forskare riktar sig specifikt mot jämförelsen för att hitta vilka mätningar som överensstämmer mer än andra.
Forskargruppen använde hämtningar från den måttliga upplösningen avbildningsspektroradiometer (MODIS), ett vetenskapligt instrument som skjuts upp i jordens omloppsbana ombord på satelliterna Terra och Aqua. Teamet använde två satellitbaserade dataprodukter. En har utvecklats av vetenskapsteamet vid NASA Goddard Space Flight Center från de MODIS-baserade molnegendomsprodukterna som kallas GSFC-MODIS. En andra utvecklades av NASA Langley Research Center från Clouds and Earth's Radiant Energy System (CERES) projekt, kallas CERES-MODIS. De markbaserade molnkarakteriseringsinstrumenten användes av ARM Climate Research Facility mobila plats på Graciosa Island på Azorerna nära Portugal under 21 månader från 2009 till 2010. ARM Mobile Facility-instrumenten gav en mängd olika moln- och aerosolobservationer, såväl som relaterade strålningsfält och meteorologiska förhållanden, nyckeln till att förstå ett antal miljöförhållanden som påverkar moln.
När man jämför satellit- och markbaserade data, samlokaliseringen av hämtningarna är avgörande. Markbaserade instrument gör enpunktsobservationer, medan satellitbilder som MODIS tar ögonblicksbilder av ett stort område. MODIS-instrumentet passerar inte exakt över ARM-platsen på Azorerna, så jämförelsen av hämtningarna uttrycktes i termer av avståndet mellan hämtningarna.
Teamets analys fann god överensstämmelse mellan två olika uppsättningar av hämtningar från MODIS-satellitinstrumentet för molnoptiskt djup och droppeffektiv radie, och bra överensstämmelse mellan MODIS- och ARM-hämtningar av molnoptiskt djup. Men MODIS- och ARM-hämtningarna av droppeffektiv radie är konsekvent olika. Denna skillnad tillskrevs instrumentens olika betraktningsvinkel, med MODIS avkännande droppradie nära molntoppen och ARM-avkännande droppradie nära molnbasen, där dropparna är mindre. Som man kan förvänta sig, jämförelsen av MODIS- och ARM-hämtningarna beror på hur nära hämtningarna var varandra.
Forskarna använder nu dessa data för att utvärdera moln simulerade av globala klimatmodeller.
