Brookhaven: морские слоисто-кучевые облака дают осадки чаще кучевых при одинаковом водозапасе

Исследователи Брукхейвенской национальной лаборатории под руководством Катии Ламер проанализировали более 700 000 облачных проб из многолетних наблюдений в четырёх районах океана. Работа опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences doi.orgProceedings of the National Academy of Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗. Наблюдения велись на Азорских островах, Барбадосе, острове Ган в Индийском океане и на судоходном маршруте между Лос-Анджелесом и Гавайями. Авторы заново оценили свойства осадков непосредственно под нижней границей облаков doi.orgProceedings of the National Academy of Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗.

Измерения и результаты для слоисто-кучевых облаков

Лидар определял границы облаков. Доплеровские радары фиксировали число и размер капель осадков и движение воздуха, а микроволновые радиометры давали водозапас облака (LWP). Это позволило сравнивать облака с близким количеством воды.

По данным авторов, характеристики тёплого дождя устойчивы внутри одного типа облаков, но заметно различаются между слоисто-кучевыми и кучевыми doi.orgProceedings of the National Academy of Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗. Под морскими слоисто-кучевыми облаками осадки наблюдались более чем в 56% облачных столбцов с LWP менее 130 г м⁻² и более чем в 84% столбцов с LWP свыше 130 г м⁻² doi.orgProceedings of the National Academy of Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗. Измерения проводились непосредственно под облаками, поэтому они не обязательно показывают дождь, достигающий поверхности моря.

Кучевые облака и история роста капель

При том же LWP океанские кучевые облака давали осадки реже, чем слоисто-кучевые. Их капли в среднем были вдвое крупнее, а число капель меньше на один–два порядка doi.orgProceedings of the National Academy of Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗. Восходящие потоки в кучевых облаках были примерно вдвое сильнее, а адиабатичность ниже, чем в слоисто-кучевых. Авторы отмечают, что оба фактора могут влиять на рост капель doi.orgProceedings of the National Academy of Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗.

Для слоисто-кучевых облаков с малым LWP характеристики осадков в целом согласуются с ростом за счёт столкновений и слияния капель при свободном падении. Для кучевых без дополнительных процессов их объяснить нельзя doi.orgProceedings of the National Academy of Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗. Авторы предлагают точнее учитывать мелкомасштабную динамику в параметризациях тёплых осадков в моделях и продолжить изучение лагранжевых подходов с отслеживанием частиц в моделях и наблюдениях doi.orgProceedings of the National Academy of Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗.

Ламер заявила, что результаты требуют проверить параметры моделей, искусственно подавляющие образование дождя в морских слоисто-кучевых облаках. По её словам, выводы стимулируют подходы, прослеживающие отдельные капли на пути через облако. Результаты основаны на длительных наблюдениях, а не на прямом отслеживании траекторий капель. Действительно ли предполагаемые пути и испарение вызывают различия, должны показать дальнейшие измерения и более детальные модели.