Wetenschap
Horizontale resolutie beïnvloedt de eigenschappen van modelaerosolen, zo blijkt uit onderzoek naar systeemmodellen van de aarde
Aardesysteemmodellen draaien op hogere resoluties. Toch worden parameterisaties die zijn ontworpen om de levenscycli van aerosolen en hun interacties met wolken en straling in het Energy Exascale Earth System Model (E3SM) weer te geven, ontwikkeld en geëvalueerd op de schaal van het aardsysteemmodel, en hun prestaties bij hogere resolutie zijn onduidelijk.
Onderzoekers hebben nu de gevoeligheid van aërosoleigenschappen voor horizontale rasterafstanden in E3SM versie 1 geëvalueerd door simulatieresultaten van het model met lage resolutie (~ 100 km) en het regionale verfijningsmodel (RRM) met meshes met hoge resolutie (~ 25 km) te vergelijken boven de Verenigde Staten.
Dit is de eerste studie die de impact van de horizontale rasterafstand op het aërosolmassabudget en de aërosol-wolk-stralingsinteracties in E3SM uitgebreid evalueert. De bevindingen, gepubliceerd in Geoscientific Model Development , inzicht geven in de ontwikkeling van aërosolparametrisatie en hun afhankelijkheid van de horizontale resolutie van het model.
De methodologie kan toekomstige studies helpen de potentiële impact van modelresoluties op simulatieresultaten te onderzoeken.
De resultaten laten zien dat een toenemende resolutie boven de aangrenzende Verenigde Staten meer natuurlijk stof, zeezout en organisch materiaal in de zee produceert. Het model met hoge resolutie simuleert een sterkere productie van sulfaat in de waterfase als gevolg van een hoger gehalte aan troebel vloeibaar water, terwijl er iets minder chemische productie van sulfaat in de gasfase is.
Bovendien lost het hogeresolutiemodel meer grootschalige neerslag op en produceert het minder convectieve neerslag, wat leidt tot een grotere (of verminderde) natte aerosolvangst door grootschalige (convectieve) neerslag.
Het model met hoge resolutie bevordert ook de activering van aerosolen en de condensatie van waterdamp, wat meer wolkendruppels, een grotere straal van de wolkendruppels en een grotere optische diepte van de wolk produceert. Daarom is het indirecte aerosoleffect sterker in het hogeresolutiemodel, wat leidt tot een toename van de effectieve stralingsforcering van antropogene aerosolen met ongeveer 12%.