Cómo la Concentración de Números de Gotas de Nube Impacta el Camino de Agua Líquida y la Precipitación en Nubes Estratocúmulos Marinas-Un Análisis Basado en Satélites Utilizando Aprendizaje Automático Explicable
Autores: Zipfel, Lukas; Andersen, Hendrik; Grosvenor, Daniel Peter; Cermak, Jan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Interacciones entre aerosoles
nubes y precipitación
Modelos climáticos
Nubes estratocúmulos marinas
Observaciones satelitales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Las interacciones entre aerosoles y nubes (ACI) son una causa importante de incertidumbres en las simulaciones del clima futuro. Una mejor comprensión de los procesos dentro de las nubes que acompañan a las ACI podría ayudar a avanzar en su implementación en los modelos climáticos globales. Esto es especialmente cierto para las nubes estratocúmulos marinas, que constituyen el tipo de nube más común a nivel mundial. En este trabajo, se utiliza un conjunto de datos compuesto por observaciones satelitales y datos de reanálisis en modelos de aprendizaje automático explicables para analizar la relación entre la concentración de número de gotas de nube, el camino de agua líquida en la nube (LWP) y la fracción de nubes precipitantes (PF) en cinco regiones distintas de estratocúmulos marinos. Este marco utiliza valores de explicación aditiva de Shapley (SHAP), lo que permite aislar el impacto de otros factores confusos, lo cual resultó ser muy difícil en estudios previos basados en satélites. Todas las regiones muestran una disminución de PF y un aumento en LWP con el aumento de la concentración de aerosoles, a pesar de las marcadas diferencias interregionales en la distribución de aerosoles. Las condiciones contaminadas (alta concentración de aerosoles) se caracterizan por un aumento de 12 g/m^2 en LWP y una disminución de 0.13 en PF en promedio en comparación con las condiciones prístinas (baja concentración de aerosoles). La relación negativa entre la concentración de aerosoles y PF es más fuerte en condiciones de alta LWP, mientras que la relación positiva entre la concentración de aerosoles y LWP se amplifica en nubes precipitantes. Estos hallazgos indican que la supresión de la precipitación juega un papel importante en la adaptación de los estratocúmulos marinos a las perturbaciones impulsadas por aerosoles.
Descripción
Las interacciones entre aerosoles y nubes (ACI) son una causa importante de incertidumbres en las simulaciones del clima futuro. Una mejor comprensión de los procesos dentro de las nubes que acompañan a las ACI podría ayudar a avanzar en su implementación en los modelos climáticos globales. Esto es especialmente cierto para las nubes estratocúmulos marinas, que constituyen el tipo de nube más común a nivel mundial. En este trabajo, se utiliza un conjunto de datos compuesto por observaciones satelitales y datos de reanálisis en modelos de aprendizaje automático explicables para analizar la relación entre la concentración de número de gotas de nube, el camino de agua líquida en la nube (LWP) y la fracción de nubes precipitantes (PF) en cinco regiones distintas de estratocúmulos marinos. Este marco utiliza valores de explicación aditiva de Shapley (SHAP), lo que permite aislar el impacto de otros factores confusos, lo cual resultó ser muy difícil en estudios previos basados en satélites. Todas las regiones muestran una disminución de PF y un aumento en LWP con el aumento de la concentración de aerosoles, a pesar de las marcadas diferencias interregionales en la distribución de aerosoles. Las condiciones contaminadas (alta concentración de aerosoles) se caracterizan por un aumento de 12 g/m^2 en LWP y una disminución de 0.13 en PF en promedio en comparación con las condiciones prístinas (baja concentración de aerosoles). La relación negativa entre la concentración de aerosoles y PF es más fuerte en condiciones de alta LWP, mientras que la relación positiva entre la concentración de aerosoles y LWP se amplifica en nubes precipitantes. Estos hallazgos indican que la supresión de la precipitación juega un papel importante en la adaptación de los estratocúmulos marinos a las perturbaciones impulsadas por aerosoles.