Globalt klimat är ett oerhört komplext fenomen, och forskare gör noggranna framsteg med att utveckla allt mer exakta modeller. Nu, en internationell grupp inklusive forskare från Advanced Institute for Computational Science (AICS) i Japan, använder den kraftfulla K -datorn, har för första gången noggrant beräknat effekten av aerosoler på moln i en klimatmodell.

Aerosoler spelar en nyckelroll i molnbildning, eftersom de tillhandahåller "frön" - kallade molnkondensationskärnor - som tillåter moln att bildas och påverkar deras livscykel. Vattnet i luften kondenserar till de små partiklarna, och gradvis växa till droppar och slutligen till regndroppar som faller ut. Aerosolers verkan är en viktig del av forskningen om klimatförändringar, eftersom de delvis motverkar uppvärmningen av växthusgaser.

Man trodde tidigare att ökande aerosoldensitet alltid skulle leda till fler moln, men de senaste satellitobservationerna visade att detta inte nödvändigtvis är sant. Det är nu underförstått att, på grund av temperaturskillnader mellan de övre och nedre skikten av moln, det finns en känslig balans mellan avdunstning och kondens, med aerosoler i de nedre delarna av molnen som främjar molnbildning, men de i de övre delarna låter vattnet avdunsta.

Tidigare, klimatmodeller kunde inte modellera svaret från dessa mikroprocesser inom molnen på aerosolvariationer, men med hjälp av K-datorn, den RIKEN-ledda gruppen kombinerade en modell som simulerar hela det globala vädret under ett år, med en horisontell upplösning på bara 14 kilometer, med en simulering av hur aerosolerna beter sig inom molnen. Till skillnad från konventionella modeller, som visar en jämn ökning av moln över jorden när det finns en ökning av aerosoler, högupplösta modellen, som tar hänsyn till de vertikala processerna i molnen, exakt avbildat hur stora områden upplever ett fall i molntäcke.

Enligt Yosuke Sato från Computational Climate Science Research Team vid RIKEN AICS och Nagoya University, "Det var mycket glädjande att se att vi kunde använda en kraftfull superdator för att exakt modellera molnens mikrofysik, ger en mer korrekt bild av hur moln och aerosol beter sig i den verkliga världen. I framtiden, vi hoppas kunna använda ännu kraftfullare datorer för att klimatmodeller ska kunna ha mer säkerhet i klimatförutsägelser."

Arbetet, som publicerades i Naturkommunikation , gjordes av forskare från AICS i samarbete med forskare från Nagoya University, Nationella institutet för miljöstudier, Kyushu University, universitetet i Tokyo, och Japan Aerospace Exploration Agency.