气溶胶可增加云单元的尺寸在污染条件下造成更大的辐射冷却

气溶胶通常与温室气体一起排放，可以使云层变亮并导致显著降温。然而，与气溶胶-云相互作用 (ACI) 相关的不确定性很大，可能足以掩盖相当一部分与温室气体相关的变暖。

较高的气溶胶浓度通常会抑制降雨，并增加亚速尔群岛格拉西奥萨岛上空云层中水滴的数量，该岛的大气辐射测量 (ARM) 站点提供气溶胶和云特性的连续地面测量。千米级大气模型模拟捕捉了云层的中尺度结构，并与卫星和飞机对云层和气溶胶特性的观测结果一致。

这些结果强调了解决中尺度云态转变的重要性，以量化增加的气溶胶对云反射的影响，而这是无法通过较粗尺度运行的传统气候模型实现的。

研究人员开发了一个拉格朗日框架，该框架可以跟踪空气团块轨迹上的 ACI，并将其嵌入到天气研究预报 (WRF) 模型中。研究结果发表在《大气化学与物理学》杂志上。

该框架结合了极地轨道和地球静止卫星的检索以及在云和气溶胶整个生命周期内密集运行期间进行的飞机测量，从而提供了量化和理解云水、降水和气溶胶之间高度非线性因果关系所需的新约束。

结果表明，随着模拟中气溶胶的增加，云层中的毛毛雨受到抑制，导致行星边界层顶部附近的垂直速度和脱层增强。海洋云单元面积扩大，缩小了浅云之间的间隙，增强了太阳辐射向太空的反射。

这些发现深入了解了模型的优势和劣势，有助于模型开发工作改善云控制过程，从而更好地理解和量化未来的气候变化预测。

进行了一系列公里级的 WRF 实验，在 10 个案例研究中增加了气溶胶浓度，与东北大西洋气溶胶和云实验 (ACE-ENA) 期间进行的飞机测量结果相吻合。这些实验确定了气溶胶对海洋层积云微物理和动力学特性的影响的敏感性。

总体而言，结果表明，降水受到强烈抑制，云层扩展至无云区域。这导致液态水路径和云量显著增加，当在辐射强迫计算中一起考虑时，它们对总体气溶胶间接效应做出了重大贡献。尽管热力学条件范围广泛，但还是发现了这种反应，但在降水较少的日子里，这种反应较弱。

在使用较粗尺度分辨率参数化气候模型时，应该考虑降水在 ACI 中的作用，因为该分辨率无法捕捉使用 WRF 模拟的云层中的中尺度结构的复杂细节。

研究人员的新框架用途广泛，可应用于具有 ARM 观测的陆地区域，因此可以在未来的工作中进一步深入研究气溶胶活化、暖雨过程和/或湍流表示。