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Impact of parametrizing microphysical processes in the jet and vortex phase on contrail cirrus properties and radiative forcing

Bier, Andreas und Burkhardt, Ulrike (2022) Impact of parametrizing microphysical processes in the jet and vortex phase on contrail cirrus properties and radiative forcing. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 127, Seiten 1-29. Wiley. doi: 10.1029/2022JD036677. ISSN 2169-897X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
7MB

Offizielle URL: https://doi.org/10.1029/2022JD036677

Kurzfassung

Contrail ice nucleation and ice crystal loss during the vortex phase control ice crystal numbers in young contrails and can have a strong impact on the properties and the life cycle of contrail cirrus. For current soot number emissions, ice nucleation is controlled by the number of emitted soot particles and atmospheric conditions while the vortex phase loss depends predominantly on the nucleated ice crystal numbers and the ambient relative humidity. Initial ice crystal numbers after the vortex phase are close to the emitted soot particle number only for very low ambient temperatures (< 210 K) and for highly ice-supersaturated conditions. Higher temperatures and lower relative humidities lead to significantly decreased ice crystal numbers. Global climate model simulations show that initial contrail ice crystal numbers per fuel mass are on average 50-65% decreased relative to the soot number emission index in the extratropics and more in tropics. In the extratropics this is mainly caused by a high ice crystal loss during the vortex phase and in the (sub)tropics and at lower flight levels by decreased ice nucleation. Simulated ice crystal numbers per newly formed contrail length agree well with in-situ measurements over Central Europe within the variability of present-day soot number emissions. Our estimated global mean contrail cirrus radiative forcing (RF) for the year 2006 is 44 (31 - 49) mWm-2, around 22% lower than estimated in a previous study. When reducing soot number emissions by 80%, RF decreases by 41%, slightly less than suggested by a recent study.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/192478/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:The authors gratefully acknowledge the resources of the Deutsches Klimarechenzentrum (DKRZ) granted by its Scientific Steering Committee (WLA) under project ID bd1033.
Titel:Impact of parametrizing microphysical processes in the jet and vortex phase on contrail cirrus properties and radiative forcing
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Bier, AndreasDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-8016-3330NICHT SPEZIFIZIERT
Burkhardt, UlrikeDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-0742-7176NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2022
Erschienen in:Journal of Geophysical Research: Atmospheres
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:127
DOI:10.1029/2022JD036677
Seitenbereich:Seiten 1-29
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Riemer, NicoleDept. of Atmos. Scienc., Univ. of Illinois, Urbana, IL USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Wiley
Name der Reihe:Atmospheres
ISSN:2169-897X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:soot emissions, contrail formation, contrail cirrus, climate model, radiative forcing
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HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Luftverkehr und Auswirkungen
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Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Verkehrsmeteorologie
Institut für Physik der Atmosphäre > Erdsystem-Modellierung
Hinterlegt von: Bier, Andreas
Hinterlegt am:15 Dez 2022 16:19
Letzte Änderung:11 Dez 2023 09:12

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