Selon leur hauteur et leur épaisseur, les nuages ​​de glace pourraient réchauffer ou refroidir la surface de la Terre. Obtenir les détails de ces nuages ​​dans les simulations du modèle climatique mondial (GCM) est une étape importante vers l'augmentation de la précision des futures projections climatiques. Les chercheurs ont montré que les particules de glace retirées des nuages ​​​​convectifs profonds (tels que les orages) sont plus petites et tombent plus rapidement qu'on ne le supposait auparavant. Leur étude s'est appuyée sur des observations d'avions provenant de plusieurs campagnes sur le terrain. Les scientifiques ont utilisé ces nouvelles connaissances pour mieux représenter les nuages ​​de glace dans un MCG. Ces informations aident également à améliorer la simulation GCM des nuages ​​de glace dans et à proximité des régions de convection active et de fortes pluies.

L'Institut mondial d'études spatiales de la National Aeronautics and Space Administration (NASA) GCM produisait auparavant trop de glace nuageuse. La surabondance de glace était particulièrement importante dans les régions proches de l'équateur et dans les latitudes moyennes où profond, il pleut souvent des nuages. En utilisant la nouvelle formulation de nuage de glace, les simulations de modèles réduisent la quantité de glace de 30 à 50 pour cent. La recherche met les résultats du modèle en meilleur accord avec les observations satellitaires mondiales. Le nouveau modèle fournit des simulations plus précises du cycle de vie de ces systèmes orageux convectifs profonds, qui jouent un rôle important dans les cycles de l'énergie et de l'eau de la Terre.

Des études récentes ont montré que le GCM de l'Institut mondial d'études spatiales de la NASA produisait des teneurs en eau glacée dans la troposphère supérieure qui dépassaient une limite supérieure estimée d'un facteur de deux. Les scientifiques ont retracé ce problème à l'approche utilisée dans le MCG pour diviser la glace formée dans les courants ascendants convectifs profonds en chute (c'est-à-dire, neige) et gonflé/détrainé (c'est-à-dire, cloud). Ils ont analysé les observations aériennes des nuages ​​​​de glace adjacents aux noyaux de nuages ​​convectifs profonds pour développer de nouvelles références d'observation pour la taille des particules de glace et les vitesses de chute. Les observations utilisées dans l'étude incluent les données de la mesure du rayonnement atmosphérique (ARM) - Expérience des nuages ​​convectifs continentaux aux latitudes moyennes de la NASA (MC3E) et des campagnes ARM Small Particles in Cirrus (SPARTICUS). L'installation de recherche sur le climat ARM du département américain de l'Énergie et la NASA ont parrainé les campagnes.

Sur la base des observations de l'avion, les chercheurs ont déterminé que les particules de glace convective représentées dans le modèle étaient souvent trop grosses et tombaient trop lentement. Pour corriger ce problème, les chercheurs ont développé de nouvelles relations empiriques pour les tailles et les vitesses de chute des particules de glace près de la convection active et ont mis en œuvre ces relations dans la paramétrisation de la convection GCM. Parce que les particules de glace dans les nuages ​​profonds sont plus petites, mais tombe plus vite, il y a une diminution globale de la teneur en eau glacée des nuages ​​dans les régions convectives profondes. La nouvelle simulation de glace de nuage s'accorde mieux avec les récupérations satellites mondiales. L'étude met en évidence la valeur de l'utilisation de plusieurs campagnes de terrain et d'observations satellitaires à la fois dans l'étape de développement du GCM et dans l'étape d'évaluation ultérieure du GCM.