Li, Xiang‐Yu and Wang, Hailong and Christensen, Matthew W. and Chen, Jingyi and Tang, Shuaiqi and Kirschler, Simon and Crosbie, Ewan and Ziemba, Luke D. and Painemal, David and Corral, Andrea F. and McCauley, Kayla Ann and Dmitrovic, Sanja and Sorooshian, Armin and Fenn, Marta A. and Schlosser, Joseph S. and Stamnes, Snorre A. and Hair, Johnathan W. and Cairns, Brian and Moore, Richard H. and Ferrare, Richard Anthony and Shook, Michael A. and Choi, Yonghoon and Diskin, Glenn S. and DiGangi, Joshua P. and Nowak, John B. and Robinson, Claire and Shingler, Taylor J. and Lee Thornhill, Kenneth and Voigt, Christiane (2024) Process Modeling of Aerosol‐Cloud Interaction in Summertime Precipitating Shallow Cumulus Over the Western North Atlantic. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 129 (7). Wiley. doi: 10.1029/2023JD039489. ISSN 2169-897X.
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Official URL: https://dx.doi.org/10.1029/2023JD039489
Abstract
Process modeling of Aerosol-cloud interaction (ACI) is essential to bridging gaps between observational analysis and climate modeling of aerosol effects in the Earth system and eventually reducing climate projection uncertainties. In this study, we examine ACI in summertime precipitating shallow cumuli observed during the Aerosol Cloud meTeorology Interactions oVer the western ATlantic Experiment (ACTIVATE). Aerosols and precipitating shallow cumuli were extensively observed with in-situ and remote-sensing instruments during two research flight cases on 02 June and 07 June, respectively, during the ACTIVATE summer 2021 deployment phase. We perform observational analysis and large-eddy simulation (LES) of aerosol effect on precipitating cumulus in these two cases. Given the measured aerosol size distributions and meteorological conditions, LES is able to reproduce the observed cloud properties by aircraft such as liquid water content (LWC), cloud droplet number concentration (Nc) and effective radius reff. However, it produces smaller liquid water path (LWP) and larger Nc compared to the satellite retrievals. Both 02 and 07 June cases are over warm waters of the Gulf Stream and have a cloud top height over 3 km, but the 07 June case is more polluted and has larger LWC. We find that the Na-induced LWP adjustment is dominated by precipitation feedback for the 2 June precipitating case and there is no clear entrainment feedback in both cases. An increase of cloud fraction due to a decrease of aerosol number concentration is also shown in the simulations for the 02 June case.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/205153/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Process Modeling of Aerosol‐Cloud Interaction in Summertime Precipitating Shallow Cumulus Over the Western North Atlantic | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | March 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | Journal of Geophysical Research: Atmospheres | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume: | 129 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1029/2023JD039489 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publisher: | Wiley | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 2169-897X | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | low clouds, aerosol cloud interactions, processes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Aeronautics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | Air Transportation and Impact | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Aeronautics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | L AI - Air Transportation and Impact | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | L - Climate, Weather and Environment | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Institute of Atmospheric Physics > Cloud Physics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Voigt, Dr.rer.nat. Christiane | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 08 Jul 2024 08:16 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 09 Jul 2024 13:13 |
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