Beroende på deras höjd och tjocklek, ismoln kan antingen värma eller kyla jordens yta. Att få detaljer om dessa moln rätt i globala klimatmodell (GCM) simuleringar är ett viktigt steg mot att öka noggrannheten i framtida klimatprognoser. Forskare visade att ispartiklar avlägsna från djupa konvektiva moln (till exempel åskväder) är mindre och faller snabbare än tidigare antagits. Deras studie byggde på observationer från flygplan från flera fältkampanjer. Forskare använde denna nya kunskap för att bättre representera ismoln i en GCM. Denna information hjälper också till att förbättra GCM -simulering av ismoln i och nära områden med aktiv konvektion och kraftigt regn.

National Aeronautics and Space Administration (NASA) Global Institute for Space Studies GCM producerade tidigare för mycket molnis. Isens överflöd var särskilt framträdande i regioner nära ekvatorn och på mittbredderna där djupa, regnar moln ofta. Med hjälp av den nya ismolnformuleringen, modellsimuleringar minskar mängden is med 30 till 50 procent. Forskningen ger modellresultaten bättre överensstämmelse med globala satellitobservationer. Den nya modellen ger mer exakta simuleringar av livscykeln för dessa djupa konvektiva stormsystem, som spelar viktiga roller i jordens energi- och vattencykler.

Nya studier visade att NASA Global Institute for Space Studies GCM producerade övre troposfäriska isvatteninnehåll som överskred en uppskattad övre gräns med en faktor två. Forskare spårade denna fråga till det tillvägagångssätt som användes i GCM för uppdelning av is som bildades i djupa konvektiva uppgångar till fallande (dvs. snö) och höjd/avspänd (dvs. moln) komponenter. De analyserade flygplanobservationer av ismoln intill djupa konvektiva molnkärnor för att utveckla nya observationsriktmärken för ispartikelstorlekar och fallhastigheter. Observationer som används i studien inkluderar data från Atmospheric Radiation Measurement (ARM) - NASA Midlatitude Continental Convective Clouds Experiment (MC3E) och ARM Small Particles in Cirrus (SPARTICUS) kampanjer. US Department of Energy's ARM Climate Research Facility och NASA sponsrade kampanjerna.

Baserat på flygplanets observationer, forskare konstaterade att de konvektiva ispartiklarna som representeras i modellen ofta var för stora och föll för långsamt. För att rätta till problemet, forskarna utvecklade nya empiriska relationer för ispartiklarnas storlekar och fallhastigheter nära aktiv konvektion och implementerade dessa samband i GCM -konvektiv parametrisering. Eftersom ispartiklar i djupa moln är mindre, men faller snabbare, det finns en övergripande minskning av molnet isinnehåll i djupa konvektiva regioner. Den nya molnsimuleringen överensstämmer bättre med globala satellithämtningar. Studien belyser värdet av att använda flera fältkampanjer och satellitobservationer i både GCM -utvecklingssteget och efterföljande GCM -utvärderingssteg.