Stora däck med nära åtskilda stratocumulusmoln svävar över havet och täcker stora områden - bokstavligen tusentals miles av de subtropiska oceanerna - och dröjer sig kvar i veckor till månader.

Dessa marina moln reflekterar mer solstrålning än havets yta, ger en kylande effekt på jordens yta. Stratocumulusmoln är en viktig komponent i jordens strålningsbalans och är avgörande för jordsystemmodellerna (ESM) som används för att förutsäga framtida klimatförhållanden.

För att förbättra molnrepresentationer i ESM, forskare från Lawrence Livermore och Argonne nationella laboratorier har jämfört dem med observationer från användaranläggningen Atmospheric Radiation Measurement (ARM).

Med stöd från ARM och U.S. Department of Energy's (DOE) Atmospheric System Research (ASR) program, forskare kombinerade mätningar från ARM:s östra nordatlantiska atmosfäriska observatorium för att härleda egenskaper från vattenånga och duggregn i och under molnen.

Drizzle är ständigt närvarande inom och under dessa marina molnsystem. Det är en nyckel för att uppnå mer exakta klimatprognoser eftersom dess närvaro påverkar och påverkas av turbulens-snabbt föränderliga luftrörelser som främst är ansvariga för molnliv.

Argonnes Virendra Ghate och Maria Cadeddu var intresserade av geofysiska variabler, såsom molnvattenhalt och duggregnpartikelstorlek. Så de utvecklade en algoritm som hämtade alla nödvändiga parametrar som är involverade i duggregn-turbulensinteraktioner. Algoritmen använder ARM -radar, lidar, och radiometerdata för att härleda de geofysiska variablerna av intresse:storleken (eller diametern) på nederbördssänkningar, mängd flytande vatten som motsvarar molndroppar, och nederbörd faller.

"Analysen av den utvecklade datamängden gjorde att vi kunde visa att duggregn minskar turbulensen under stratocumulusmoln, något som bara visades genom modellsimuleringar tidigare, "säger Ghate, en atmosfärisk forskare i Argonne. "Rikheten i den utvecklade informationen gör att vi kan ta itu med flera grundläggande frågor om duggregn-turbulensinteraktioner i framtiden."

Deras resultat ledde till ett samarbete med modellerare från Livermore. I den ansträngningen, laget använde ARM-observationer för att förbättra representationen av duggregn-turbulensinteraktioner i DOE:s Energy Exascale Earth System Model (E3SM).

"Observationsreferenserna från våra Argonne -medarbetare hjälpte oss att identifiera att E3SM version 1 ger orealistiska duggregnprocesser, "säger Livforskarens personalvetare Xue Zheng, som ledde ett papper i tidningen Månatlig väderöversyn med fokus på en fallstudie från fältkampanjen Marine ARM GPCI Investigation of Clouds (MAGIC) 2012–2013 i östra Stilla havet. "Vår samarbetsstudie innebär att omfattande undersökningar av de modellerade moln- och duggregnprocesserna med observationsreferenser behövs för nuvarande klimatmodeller."