Alla molnvätskedroppar och iskristaller har sitt ursprung i små partiklar som kallas aerosoler. Därför, moln kan vara känsliga – eller mottagliga – för partikelvariationer i rum och tid som påverkar molnets egenskaper såsom deras utbredning, livstid, reflektivitet, och nederbörd. Datormodelluppskattningar av molnkänslighet för aerosoler stämmer ofta inte överens med satellitmottaglighetsuppskattningar och indikerar att modellmoln är mer mottagliga än riktiga moln.

För att undersöka skillnaderna mellan modell- och satellituppskattningar av molnets känslighet för aerosoler, forskare vid det amerikanska energidepartementets Pacific Northwest National Laboratory ledde en studie med hjälp av satellitsimulatorer, som i en modell efterliknar proceduren och informationsinnehållet som satellitinstrument använder för att se moln och aerosoler från rymden.

Även om modeller fortfarande har lätt att identifiera svagheter när det gäller att representera kritiska processer som påverkar känslighet, teamet fann att många av avvikelserna mellan modeller och satellituppskattningar kunde förklaras av begränsningar i proceduren och informationsinnehållet som används vid satellitsökningen, speciellt i rena (låg aerosol) miljöer.

Denna studie identifierade komponenterna i vanliga satellitaerosolhämtningsprocedurer som kan bidra till fel i satellituppskattningar av känslighet. Studien visade att avvikelser minskar när liknande procedurer används för att undersöka modeller och verkliga data i närvaro av brus och den typ av information som är tillgänglig från satelliter jämfört med utvärderingar som ignorerade de kompromisser som för närvarande används för att uppskatta känsligheten från rymden.

Studien tyder på att nuvarande satellituppskattningar inte fungerar som en stark begränsning av modellens beteende, och att konventionella tillvägagångssätt för jämförelse av modell-satelliter som ignorerar de kompromisser som gjorts för att producera satellituppskattningar kan leda till vetenskapliga missförstånd och driva modellutvecklingsarbetet i fel riktning. Uppsatsen föreslår också sätt på vilka mer exakta känslighets- och forceringsuppskattningar kan erhållas från nuvarande lidarprodukter som kommer att göra jämförelsen mer rättvis och konsekvent.

Interaktioner mellan aerosol och moln är fortfarande en stor osäkerhet inom forskningen om jordsystem. Studier som indikerar att modelluppskattningar av molnkänslighet för aerosoler ofta överstiger satellituppskattningar har motiverat modellomformuleringar för att öka överensstämmelsen. Denna studie visade att konventionella sätt att använda satellitinformation för att uppskatta molns känslighet för aerosoler endast kan fungera som en svag begränsning för modeller eftersom uppskattningen är känslig för fel i hämtningsprocedurerna.

Att använda satellitsimulatorer för att undersöka skillnader mellan modell och satellituppskattningar av känslighet, forskare fann att satellitprocedurer inte kunde karakterisera känslighet vid låga aerosolbelastningsförhållanden, en situation där teorier och modeller tyder på att moln är särskilt känsliga. Forskare kvantifierade de observationskrav som behövdes för att begränsa modeller och fann att nattliga lidarmätningar av aerosoler gav en bättre karaktärisering av dessa svaga förhållanden.

Forskargruppen kom fram till att observationsosäkerheter och begränsningar måste beaktas när man jämför modeller och observationer för att förstå aerosolers roll i klimatsystemet.