Alle wolkenvloeistofdruppels en ijskristallen zijn afkomstig van kleine deeltjes die aerosolen worden genoemd. Daarom, wolken kunnen gevoelig zijn – of vatbaar – voor deeltjesvariaties in ruimte en tijd die van invloed zijn op wolkenkenmerken zoals hun omvang, levenslang, reflectiviteit, en neerslag. Schattingen van computermodellen van de gevoeligheid van wolken voor aërosolen zijn het vaak oneens met schattingen van de gevoeligheid van satellieten en geven aan dat modelwolken vatbaarder zijn dan echte wolken.

Om de verschillen tussen model- en satellietschattingen van de gevoeligheid van wolken voor aerosolen te onderzoeken, wetenschappers van het Pacific Northwest National Laboratory van het Amerikaanse ministerie van Energie leidden een onderzoek met satellietsimulators, die in een model de procedure en informatie-inhoud nabootsen die satellietinstrumenten gebruiken om wolken en aerosolen vanuit de ruimte te bekijken.

Hoewel modellen nog steeds gemakkelijk zwakke punten hebben geïdentificeerd in het weergeven van kritieke processen die de gevoeligheid beïnvloeden, het team ontdekte dat veel van de discrepanties tussen modellen en satellietschattingen konden worden verklaard door beperkingen in de procedure en de informatie-inhoud die werd gebruikt bij het ophalen van de satelliet, vooral in schone (lage aerosol) omgevingen.

Deze studie identificeerde de componenten van gebruikelijke procedures voor het ophalen van aërosols per satelliet die kunnen bijdragen aan fouten in satellietschattingen van gevoeligheid. De studie toonde aan dat discrepanties worden verminderd wanneer vergelijkbare procedures worden gebruikt om modellen en real-world gegevens te onderzoeken in de aanwezigheid van ruis en het soort informatie dat beschikbaar is van satellieten in vergelijking met evaluaties die de compromissen negeerden die momenteel worden gebruikt om de gevoeligheid vanuit de ruimte te schatten.

De studie suggereert dat de huidige satellietschattingen geen sterke beperking vormen voor het gedrag van modellen, en dat conventionele benaderingen van model-satellietvergelijking die de compromissen negeren die zijn gemaakt bij het produceren van satellietschattingen, kunnen leiden tot wetenschappelijk misverstand en de inspanningen voor modelontwikkeling in de verkeerde richting kunnen sturen. De paper suggereert ook manieren waarop nauwkeurigere schattingen van de gevoeligheid en forcering kunnen worden verkregen van de huidige lidar-producten die de vergelijking eerlijker en consistenter zullen maken.

Aërosol-wolkinteracties blijven een grote onzekerheid in onderzoek naar aardsystemen. Studies die aangeven dat modelschattingen van de gevoeligheid van wolken voor aërosolen vaak de satellietschattingen overschrijden, hebben modelherformuleringen gemotiveerd om de overeenstemming te vergroten. Deze studie toonde aan dat conventionele manieren om satellietinformatie te gebruiken om de gevoeligheid van wolken voor aërosolen te schatten, slechts een zwakke beperking voor modellen kunnen zijn, omdat de schatting gevoelig is voor fouten in de ophaalprocedures.

Satellietsimulators gebruiken om verschillen tussen model- en satellietschattingen van gevoeligheden te onderzoeken, onderzoekers ontdekten dat satellietprocedures de gevoeligheid bij lage aerosolbelastingen niet konden karakteriseren, een situatie waarin theorie en modellen suggereren dat wolken bijzonder gevoelig zijn. Wetenschappers kwantificeerden de observatievereisten die nodig zijn om modellen te beperken en ontdekten dat nachtelijke lidar-metingen van aerosolen een betere karakterisering van deze ijle omstandigheden gaven.

Het onderzoeksteam concludeerde dat er rekening moet worden gehouden met observationele onzekerheden en beperkingen bij het vergelijken van modellen en observaties om de rol van aerosolen in het klimaatsysteem te begrijpen.