Dependiendo de su altura y grosor, las nubes de hielo podrían calentar o enfriar la superficie de la Tierra. Obtener los detalles de estas nubes correctamente en las simulaciones del modelo climático global (GCM) es un paso importante para aumentar la precisión de las proyecciones climáticas futuras. Los investigadores demostraron que las partículas de hielo desentrenadas de las nubes convectivas profundas (como las tormentas eléctricas) son más pequeñas y caen más rápido de lo que se suponía anteriormente. Su estudio se basó en observaciones de aeronaves de múltiples campañas de campo. Los científicos utilizaron este nuevo conocimiento para representar mejor las nubes de hielo en un GCM. Esta información también ayuda a mejorar la simulación GCM de nubes de hielo en y cerca de regiones de convección activa y lluvia intensa.

El Instituto Global de Estudios Espaciales de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) GCM anteriormente producía demasiado hielo en las nubes. La sobreabundancia de hielo fue especialmente prominente en las regiones cercanas al ecuador y en las latitudes medias donde las profundidades, a menudo se encuentran nubes de lluvia. Usando la nueva formulación de nube de hielo, Las simulaciones de modelos reducen la cantidad de hielo entre un 30 y un 50 por ciento. La investigación hace que los resultados del modelo concuerden mejor con las observaciones satelitales globales. El nuevo modelo proporciona simulaciones más precisas del ciclo de vida de estos sistemas de tormenta convectiva profunda, que juegan un papel importante en los ciclos de energía y agua de la Tierra.

Estudios recientes mostraron que el GCM del Instituto Global de Estudios Espaciales de la NASA produjo contenidos de agua helada en la troposfera superior que excedieron un límite superior estimado en un factor de dos. Los científicos rastrearon este problema hasta el enfoque utilizado en el GCM para dividir el hielo formado en corrientes ascendentes convectivas profundas en caída (es decir, nieve) y loft / desentrenado (es decir, nube) componentes. Analizaron las observaciones de aeronaves de nubes de hielo adyacentes a núcleos de nubes convectivas profundas para desarrollar nuevos puntos de referencia de observación para el tamaño de las partículas de hielo y las velocidades de caída. Las observaciones utilizadas en el estudio incluyen datos de las campañas de Medición de Radiación Atmosférica (ARM) - Experimento de Nubes Convectivas Continentales de Latitud Media de la NASA (MC3E) y ARM Small Particles in Cirrus (SPARTICUS). La instalación de investigación climática ARM del Departamento de Energía de EE. UU. Y la NASA patrocinaron las campañas.

Basado en las observaciones de la aeronave, Los investigadores determinaron que las partículas de hielo por convección representadas en el modelo a menudo eran demasiado grandes y caían demasiado lentamente. Para corregir este problema, Los investigadores desarrollaron nuevas relaciones empíricas para los tamaños y velocidades de caída de las partículas de hielo cerca de la convección activa e implementaron esas relaciones en la parametrización convectiva de GCM. Debido a que las partículas de hielo en las nubes profundas son más pequeñas, pero cae más rápido, Hay una disminución general en el contenido de agua helada de las nubes en las regiones convectivas profundas. La nueva simulación de hielo en la nube concuerda mejor con las recuperaciones de satélites globales. El estudio destaca el valor de utilizar múltiples campañas de campo y observaciones satelitales tanto en el paso de desarrollo de GCM como en el paso de evaluación de GCM subsiguiente.