Dependendo de sua altura e espessura, nuvens de gelo podem aquecer ou resfriar a superfície da Terra. Obter os detalhes dessas nuvens nas simulações do modelo climático global (GCM) é um passo importante para aumentar a precisão das projeções climáticas futuras. Os pesquisadores mostraram que as partículas de gelo destreinadas de nuvens convectivas profundas (como tempestades) são menores e caem mais rápido do que se supunha. Seu estudo baseou-se em observações de aeronaves de várias campanhas de campo. Os cientistas usaram esse novo conhecimento para representar melhor as nuvens de gelo em um GCM. Esta informação também ajuda a melhorar a simulação GCM de nuvens de gelo nas regiões de convecção ativa e chuvas fortes.

O Instituto Global de Estudos Espaciais GCM da Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) anteriormente produzia muito gelo em nuvem. A superabundância de gelo foi especialmente proeminente em regiões perto do equador e nas latitudes médias onde profundas, nuvens chuvosas são freqüentemente encontradas. Usando a nova formulação de nuvem de gelo, simulações de modelo reduzem a quantidade de gelo em 30 a 50 por cento. A pesquisa traz os resultados do modelo em melhor acordo com as observações globais de satélites. O novo modelo fornece simulações mais precisas do ciclo de vida desses sistemas de tempestade convectiva profunda, que desempenham papéis importantes nos ciclos de energia e água da Terra.

Estudos recentes mostraram que o Instituto Global de Estudos Espaciais da NASA, GCM, produziu conteúdos superiores de água gelada troposférica que excederam um limite superior estimado por um fator de dois. Os cientistas rastrearam esse problema até a abordagem usada no GCM para particionar o gelo formado em correntes ascendentes convectivas profundas em queda (ou seja, neve) e loft / destreinado (ou seja, nuvem) componentes. Eles analisaram observações de aeronaves de nuvens de gelo adjacentes a núcleos de nuvens convectivas profundas para desenvolver novos pontos de referência observacionais para tamanhos de partículas de gelo e velocidades de queda. As observações utilizadas no estudo incluem dados das campanhas de Medição de Radiação Atmosférica (ARM) - NASA Midlatitude Continental Nuvens Convectivas (MC3E) e as campanhas ARM de Pequenas Partículas em Cirrus (SPARTICUS). O ARM Climate Research Facility do Departamento de Energia dos EUA e a NASA patrocinaram as campanhas.

Com base nas observações da aeronave, os pesquisadores determinaram que as partículas de gelo convectivas representadas no modelo eram frequentemente muito grandes e caíam muito lentamente. Para corrigir esse problema, os pesquisadores desenvolveram novas relações empíricas para os tamanhos e velocidades de queda de partículas de gelo perto da convecção ativa e implementaram essas relações na parametrização convectiva GCM. Porque as partículas de gelo em nuvens profundas são menores, mas caia mais rápido, há uma diminuição geral no conteúdo de água do gelo da nuvem em regiões convectivas profundas. A nova simulação de gelo em nuvem concorda melhor com as recuperações de satélites globais. O estudo destaca o valor do uso de campanha de campo múltiplo e observações de satélite tanto na etapa de desenvolvimento do GCM quanto na etapa de avaliação do GCM subsequente.