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A combined observational and modelling approach to evaluate aerosol–cirrus interactions at high and mid-latitudes

De La Torre Castro, Elena und Beer, Christof Gerhard und Jurkat, Tina und Sauer, Daniel und Righi, Mattia und Hendricks, Johannes und Voigt, Christiane (2026) A combined observational and modelling approach to evaluate aerosol–cirrus interactions at high and mid-latitudes. Atmospheric Chemistry and Physics (ACP), 26 (9), Seiten 5879-5899. Copernicus Publications. doi: 10.5194/acp-26-5879-2026. ISSN 1680-7316.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://acp.copernicus.org/articles/26/5879/2026/

Kurzfassung

Aerosol–cirrus interactions remain a major source of uncertainty in climate models due to the complex interplay of aerosol properties, ice nucleation pathways, and atmospheric conditions. In this study, we investigate the drivers of observed differences in cirrus microphysical properties between high and mid-latitudes from the CIRRUS-HL campaign by combining observations with simulations from a global aerosol-climate model. While mid-latitude cirrus exhibit median ice crystal number concentrations (Nice) one order of magnitude higher than those at high latitudes, aerosol concentrations (Naer) integrated across several sizes ranges are similar at cirrus altitudes in both regions. By coupling the model output with backward trajectories, we attribute the differences in Nice to diverse influences of specific ice-nucleating particle (INP) types with distinct freezing efficiencies rather than to total aerosol or INP number concentrations. Mineral dust plays a dominant role in cirrus formation at mid-latitudes, while aviation-emitted black carbon may contribute to high-latitude cirrus assuming it acts as an efficient INP. The model reproduces aerosol observations reasonably well but underestimates at high latitudes near 300 hPa. At mid-latitudes, it overestimates Nice at temperatures above 220 K, primarily due to an overestimation of the concentration of ice crystals detrained from convective clouds. Incorporating a size parametrization for convective ice crystals derived from CIRRUS-HL measurements significantly reduces this bias, which represents a fundamental improvement to the cloud scheme. These findings highlight the value of integrating observations with model simulations to interpret field measurements and improve the representations of cirrus clouds in global models.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/225936/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:A combined observational and modelling approach to evaluate aerosol–cirrus interactions at high and mid-latitudes
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
De La Torre Castro, ElenaDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0001-9848-0900222554519
Beer, Christof GerhardDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jurkat, TinaDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sauer, DanielDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-0317-5063NICHT SPEZIFIZIERT
Righi, MattiaDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-3827-5950NICHT SPEZIFIZIERT
Hendricks, JohannesDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Voigt, ChristianeDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0001-8925-7731NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:4 Mai 2026
Erschienen in:Atmospheric Chemistry and Physics (ACP)
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:26
DOI:10.5194/acp-26-5879-2026
Seitenbereich:Seiten 5879-5899
Verlag:Copernicus Publications
Name der Reihe:Atmospheric Chemistry and Physics
ISSN:1680-7316
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Aerosol-cirrus, mid-latitudes, Cirrus-HL, ice crystal number concentrations, cirrus clouds
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Hinterlegt von: Keur, Natalie Desiree
Hinterlegt am:03 Aug 2026 07:31
Letzte Änderung:03 Aug 2026 07:31

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