Grandes capas de estratocúmulos muy espaciados se ciernen sobre el océano y cubren vastas áreas, literalmente miles de millas de océanos subtropicales, y permanecen durante semanas o meses.

Estas nubes marinas reflejan más radiación solar que la superficie del océano, proporcionando un efecto de enfriamiento en la superficie de la Tierra. Las nubes de estratocúmulos son un componente importante del balance de radiación de la Tierra y son cruciales para los modelos del sistema terrestre (MAE) que se utilizan para predecir las condiciones climáticas futuras.

Para mejorar las representaciones de la nube en los ESM, Los investigadores de los laboratorios nacionales Lawrence Livermore y Argonne los han comparado con las observaciones de la instalación de usuario de Medición de Radiación Atmosférica (ARM).

Con el apoyo de ARM y el programa de Investigación de Sistemas Atmosféricos (ASR) del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE), Los investigadores combinaron mediciones del observatorio atmosférico del Atlántico Norte del Este de ARM para derivar las propiedades del vapor de agua y la llovizna dentro y debajo de las nubes.

La llovizna está constantemente presente dentro y debajo de estos sistemas de nubes marinas. Es una clave para lograr pronósticos climáticos más precisos porque su presencia afecta y se ve afectada por la turbulencia, movimientos de aire que cambian rápidamente y que son los principales responsables de la vida útil de las nubes.

Virendra Ghate y Maria Cadeddu de Argonne estaban interesadas en las variables geofísicas, como el contenido de agua de las nubes y el tamaño de las partículas de la llovizna. Entonces desarrollaron un algoritmo que recuperó todos los parámetros necesarios involucrados en las interacciones llovizna-turbulencia. El algoritmo usa radar ARM, lidar, y datos del radiómetro para derivar las variables geofísicas de interés:tamaño (o diámetro) de las gotas de precipitación, cantidad de agua líquida correspondiente a las gotas de nubes, y gotas de precipitación.

"El análisis del conjunto de datos desarrollado nos permitió mostrar que la llovizna disminuye la turbulencia debajo de las nubes estratocúmulos, algo que solo se mostró mediante simulaciones de modelos en el pasado, "dice Ghate, un científico atmosférico de Argonne. "La riqueza de los datos desarrollados nos permitirá abordar varias cuestiones fundamentales con respecto a las interacciones entre la llovizna y la turbulencia en el futuro".

Sus resultados llevaron a un esfuerzo de colaboración con los modeladores de Livermore. En ese esfuerzo, el equipo usó observaciones ARM para mejorar la representación de las interacciones de llovizna-turbulencia en el Modelo de Sistema Terrestre de Exascala Energética (E3SM) del DOE.

"Las referencias de observación proporcionadas por nuestros colaboradores de Argonne nos ayudaron a identificar que E3SM versión 1 produce procesos de llovizna poco realistas, "dice el científico del personal de Livermore, Xue Zheng, quien lideró un artículo en la revista Revisión mensual del clima centrándose en un estudio de caso de la campaña de campo Marine ARM GPCI Investigation of Clouds (MAGIC) de 2012-2013 en el Océano Pacífico oriental. "Nuestro estudio colaborativo implica que se necesitan exámenes exhaustivos de los procesos modelados de nubes y llovizna con referencias de observación para los modelos climáticos actuales".