Kärcher, Bernd und Hoffmann, Fabian und Sokol, Adam und Gasparini, Blaz und Corcos, Milena und Jensen, Eric und Atlas, Rachel und Podglajen, Aurelien und Morrison, Hugh und Hertzog, A. und Plougonven, Riwal und Chandrakhar, Kamal Kant und Grabowski, Wojciech (2025) Dissecting cirrus clouds: navigating effects of turbulence on homogeneous ice formation. npj Climate and Atmospheric Science, 8 (137), Seiten 1-13. Springer. doi: 10.1038/s41612-025-01024-w. ISSN 2397-3722.
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Offizielle URL: https://www.nature.com/articles/s41612-025-01024-w
Kurzfassung
Turbulent air motions determine the local environment in which cloud ice crystals form. Homogeneous freezing of aqueous solution droplets is the most fundamental pathway to nucleate ice crystals in cirrus. Lack of knowledge about the role of turbulence in cirrus ice formation limits our understanding of how uncertainties in small-scale cloud processes affect the climatological radiative effect of cirrus. Here we shed first light on how turbulent fluctuations in temperature and supersaturation interact with probabilistic homogeneous freezing. We show that spatial model resolution substantially below 1–10 m is needed to properly simulate homogeneous freezing events. Importantly, microscale turbulence generates large variability in nucleated ice crystal number concentrations. Previous research ascribed this variability to mesoscale dynamical forcing due to gravity waves alone. The turbulence-generated microphysical variability has macrophysical implications. The wide range of predicted cloud radiative heating anomalies in anvil cirrus due to turbulence-ice nucleation interactions, comparable to typical mean values, is potentially large enough to affect the response of tropical cirrus cloud systems to global warming. Our results have ramifications for the multiscale modeling of cirrus clouds and the interpretation of in situ measurements,
elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/213589/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Dissecting cirrus clouds: navigating effects of turbulence on homogeneous ice formation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 5 April 2025 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | npj Climate and Atmospheric Science | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Band: | 8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1038/s41612-025-01024-w | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | Seiten 1-13 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | Springer | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2397-3722 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | cirrus clouds, homogeneous aerosol freezing, turbulence, ice microphysics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programm: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programmthema: | Erdbeobachtung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Schwerpunkt: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Forschungsgebiet: | R EO - Erdbeobachtung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | R - Atmosphären- und Klimaforschung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standort: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institute & Einrichtungen: | Institut für Physik der Atmosphäre > Atmosphärische Spurenstoffe | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt von: | Kärcher, Prof. Bernd | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 08 Apr 2025 08:34 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 14 Apr 2025 11:58 |
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