Jordsystemsmodeller körs med högre upplösningar. Ändå utvecklas och utvärderas parametriseringar som är utformade för att representera aerosolers livscykler och deras interaktioner med moln och strålning i Energy Exascale Earth System Model (E3SM) på jordsystemmodellskalor, och deras prestanda vid högre upplösning är oklart.
Forskare har nu utvärderat känsligheten hos aerosolegenskaper för horisontellt rutnätsavstånd i E3SM version 1 genom att jämföra simuleringsresultat från modellen med låg upplösning (~100 km) och den regionala förfiningsmodellen (RRM) med högupplösta (~25 km) maskor över USA.
Detta är den första studien för att heltäckande utvärdera effekterna av horisontellt rutnätsavstånd på aerosolmassabudget och interaktioner mellan aerosol och molnstrålning i E3SM. Resultaten, publicerade i Geoscientific Model Development , ge insikter i utvecklingen av aerosolparameterisering och deras beroende av modellens horisontella upplösning.
Metoden kan hjälpa framtida studier att utforska de potentiella effekterna av modellupplösningar på simuleringsresultat.
Resultaten visar att ökad upplösning över det sammanhängande USA producerar mer naturligt damm, havssalt och marint organiskt material. Den högupplösta modellen simulerar starkare vattenfasproduktion av sulfat på grund av ökat molnhalt av flytande vatten medan något mindre kemisk produktion av sulfat i gasfas.
Dessutom löser den högupplösta modellen mer storskalig nederbörd och producerar mindre konvektiv nederbörd, vilket leder till ökad (eller minskad) våtrening av aerosol genom storskalig (konvektiv) nederbörd.
Den högupplösta modellen främjar också aerosolaktivering och vattenångskondensering, vilket ger fler molndroppar, en större molndroppsradie och ett större optiskt molndjup. Därför är den indirekta aerosoleffekten starkare i den högupplösta modellen, vilket leder till en ökning av den effektiva strålkraften av antropogena aerosoler med cirka 12 %.
Mer information: Jianfeng Li et al, Bedömning av känsligheten hos aerosolmassbudget och effektiv strålningskraft för horisontellt rutnätsavstånd i E3SMv1 med hjälp av en regional förfiningsmetod, Geovetenskaplig modellutveckling (2024). DOI:10.5194/gmd-17-1327-2024
Tillhandahålls av Pacific Northwest National Laboratory
