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Elucidating the role of ice crystal number and ice crystal size for high cloud feedbacks

Projektbeschreibung

Ein besseres Verständnis der Rückkopplung hoher Wolken für genauere Klimaeinschätzungen

Hoch liegende Wolken spielen eine wichtige Rolle bei der Regelung der Strahlenbilanz der Erde, die wiederum die atmosphärische Zirkulation beeinflusst. Die Temperatur- und Höhenreaktion hoher Wolken ist weitgehend erforscht, aber bezüglich Veränderungen in deren Ausdehnung, optischer Tiefe und den Eiseigenschaften besteht noch viel Unklarheit. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts ELISIR soll die Hypothese untersucht werden, dass ein direkter Zusammenhang zwischen der Stabilität der oberen Troposphäre und der Anzahl der Eiskristalle besteht, was zu Veränderungen der optischen Eigenschaften sowie der Lebensdauer von Wolken führen kann, was wiederum erhebliche Auswirkungen auf das Klima hat. Um Antworten zu erhalten werden die Forschenden Klimamodellsimulationen sowie hochauflösende Simulationen in einem begrenzten Gebiet in den Tropen verwenden. Darüber hinaus wird das Archiv des „Coupled Model Intercomparison Project Phase 6“ ausgewertet, um Unterschiede in den simulierten Strahlungseffekten von Wolken zwischen den Modellen zu testen.

Ziel

High clouds play an important role in modulating Earth’s radiative balance by (i) reflecting shortwave radiation and (ii) preventing longwave radiation from escaping to space. These interactions with radiation also influence atmospheric circulation at all scales, from global to local. The temperature and height response of high clouds is well understood, but changes in their extent, optical depth and ice properties including ice water content, ice crystal number, and ice crystal size remain uncertain. Ice properties are important because they determine cloud radiative effects and lifetime. However, many climate models cannot interactively simulate ice crystal number and size because they use simple 1-moment microphysical schemes with ice crystal mass as the only prognostic cloud ice variable. The proposed project ELISIR will study the role of ice crystal size and number for high cloud feedbacks and dynamical responses and compare results from 1-moment with more advanced 2-moment cloud microphysical schemes, in which also ice crystal number is a prognostic variable. We hypothesize that a direct link exists between the upper tropospheric stability and the number of nucleated ice crystals, which may lead to changes in cloud optical properties and lifetime, with a significant impact on climate. The research aims will be achieved with the help of global climate model simulations and high resolution limited-domain simulations in a tropical domain, whereby each simulation will be performed once with a 1-moment and once with a 2-moment microphysical scheme. Furthermore, the CMIP6 archive will be analysed to test whether there are systematic differences in simulated cloud radiative effects between models using 1-moment and models using 2-moment microphysical schemes. This will help to better understand the drivers of high cloud feedbacks and therefore to narrow estimates of Earth’s climate sensitivity and uncertainties in the high cloud impact on the atmospheric circulation.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) H2020-MSCA-IF-2020

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Koordinator

UNIVERSITAT WIEN
Netto-EU-Beitrag
€ 174 167,04
Adresse
UNIVERSITATSRING 1
1010 Wien
Österreich
Region
Ostösterreich Wien Wien
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 174 167,04