Afhankelijk van hun hoogte en dikte, ijswolken kunnen het aardoppervlak opwarmen of afkoelen. Het verkrijgen van de details van deze wolken in globale klimaatmodelsimulaties (GCM) is een belangrijke stap in de richting van het vergroten van de nauwkeurigheid van toekomstige klimaatprojecties. Onderzoekers toonden aan dat ijsdeeltjes die worden afgeremd door diepe convectieve wolken (zoals onweersbuien) kleiner zijn en sneller vallen dan eerder werd aangenomen. Hun studie was gebaseerd op vliegtuigobservaties van meerdere veldcampagnes. Wetenschappers gebruikten deze nieuwe kennis om ijswolken beter weer te geven in een GCM. Deze informatie helpt ook bij het verbeteren van de GCM-simulatie van ijswolken in en nabij gebieden met actieve convectie en zware regen.

Het National Aeronautics and Space Administration (NASA) Global Institute for Space Studies GCM produceerde eerder te veel wolkenijs. De overvloed aan ijs was vooral prominent aanwezig in regio's nabij de evenaar en op de middelste breedtegraden waar diepe, regenwolken zijn vaak te vinden. Met behulp van de nieuwe ijswolkformulering, modelsimulaties verminderen de hoeveelheid ijs met 30 tot 50 procent. Het onderzoek brengt de modelresultaten beter in overeenstemming met wereldwijde satellietwaarnemingen. Het nieuwe model biedt nauwkeurigere simulaties van de levenscyclus van deze diepe convectieve stormsystemen, die een belangrijke rol spelen in de energie- en watercycli van de aarde.

Recente studies toonden aan dat het NASA Global Institute for Space Studies GCM hogere troposferische ijswatergehaltes produceerde die een geschatte bovengrens met een factor twee overschreden. Wetenschappers herleidden dit probleem tot de benadering die in de GCM werd gebruikt om ijs gevormd in diepe convectieve opwaartse stromingen te verdelen in vallen (d.w.z. sneeuw) en loft/detrained (d.w.z. cloud) componenten. Ze analyseerden vliegtuigobservaties van ijswolken naast diepe convectieve wolkenkernen om nieuwe observatiebenchmarks te ontwikkelen voor ijsdeeltjesgroottes en valsnelheden. Waarnemingen die in het onderzoek zijn gebruikt, omvatten gegevens van de Atmospheric Radiation Measurement (ARM) - NASA Midlatitude Continental Convective Clouds Experiment (MC3E) en de ARM Small Particles in Cirrus (SPARTICUS) -campagnes. De ARM Climate Research Facility van het Amerikaanse ministerie van Energie en NASA sponsorden de campagnes.

Op basis van de vliegtuigwaarnemingen, onderzoekers stelden vast dat de convectieve ijsdeeltjes zoals weergegeven in het model vaak te groot waren en te langzaam vielen. Om dit probleem te verhelpen, de onderzoekers ontwikkelden nieuwe empirische relaties voor de grootte en valsnelheden van ijsdeeltjes in de buurt van actieve convectie en implementeerden die relaties in de GCM-convectieve parametrering. Omdat ijsdeeltjes in diepe wolken kleiner zijn, maar sneller vallen, er is een algemene afname van het gehalte aan wolkenijswater in diepe convectieve gebieden. De nieuwe wolkenijssimulatie komt beter overeen met wereldwijde satellietopvragingen. De studie benadrukt de waarde van het gebruik van meerdere veldcampagnes en satellietwaarnemingen in zowel de GCM-ontwikkelingsstap als de daaropvolgende GCM-evaluatiestap.