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Modellstudien zum CO2-Anstieg und O3-Abbau in der mittleren Atmosphäre und Einfluß des Polarwirbels auf die zonale Symmetrie des Windfeldes in der Mesopausenregion

Lange, Martin 20 September 2018 (has links)
No description available.
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Forcing of the Quarterdiurnal Tide

Geißler, Christoph, Jacobi, Ch. 26 September 2018 (has links)
Ensemble calculations for the period from 2000 to 2010 were carried out with the middle and upper atmosphere model (MUAM), and an analysis of the quarterdiurnal tide is performed. The global temporal and latitudinal distributions of the quarterdiurnal tide are modeled with MUAM, and their forcing mechanisms are examined. The quarterdiurnal tides show a similar distribution over the year in the northern and southern hemisphere, with maxima of the amplitude in late winter and spring as well as in autumn. In the latitude-height distribution is also shown that the largest amplitudes of the quarterdiurnal tide are seen at midlatitudes. Due to the decreasing density with height, there is a general increase of the tidal amplitudes with height. The results of the forcing analyses show that direct solar forcing is most important, but also that non-linear forcing and gravity wave interaction with other tides have a non-negligible influence on the quarterdiurnal tide in the middle and upper atmosphere. / Mit dem Modell für die mittlere und obere Atmosphäre MUAM wurden Ensemble-Berechnungen für den Zeitraum 2000 bis 2010 durchgeführt und die vierteltägigen Gezeiten analysiert. Es wird auf die globale zeitliche und räumliche Verteilung der vierteltägigen Gezeiten eingegangen und deren Anregungsmechanismen untersucht. Die vierteltägigen Gezeiten zeigen einen ähnlichen Verlauf über das Jahr auf der Nord- und Südhalbkugel mit Maxima der Amplitude im späten Winter und Frühjahr sowie im Herbst. Ein ähnliches Bild zeigt sich auch für die Verteilung im Breiten-Höhen-Schnitt, wo die größten Amplituden der vierteltätigen Gezeiten in den mittleren Breiten zu finden sind. Aufgrund der abnehmenden Dichte mit der Höhe ist eine allgemeine Zunahme der Amplituden mit der Höhe zu beobachten. Es zeigte sich, dass der direkte solare Antrieb am stärksten ausgeprägt ist, aber auch, dass der nichtlinearer Antrieb und die Interaktion von Schwerewellen mit anderen Gezeiten einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss auf die vierteltägigen Gezeiten in der mittleren und oberen Atmosphäre haben.
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Implementation of the Warner-McIntyre scheme of gravity wave parametrization into COMMA-LIM - part 1, code transfer

Fröhlich, Kristin, Jacobi, Christoph, Preusse, P. 21 March 2017 (has links) (PDF)
Ein neues Schema für die Parametrisierung der Schwerewellen und ihres Einflusses auf die mittlere Atmosphäre ist für COMMA-LIM (COlogne Model of the Middle Atmosphere - Leipzig Institute for Meteorology) übernommen worden. Während das bisher in COMMA-LIM genutzte aktualisierte Lindzen-Schema (Lindzen, 1981) die Ausbreitung und das Brechen einzelner Wellen berechnet, geht das Warner und McIntyre-Schema von einem Spektrum der Schwerewellen aus. Beide Schemata gehen von Schwerewellen im mittleren Frequenzbereich zwischen Brunt-Väisäla Frequenz und Rotationsrate der Erde aus (N >> ω >> f). Erste Ergebnisse werden vorgestellt. / A new scheme for the parametrizing of the gravity waves and their impact on the mean circulation of the middle atmosphere has been adapted to COMMA-LIM (COlogne Model of the Middle Atmosphere - Leipzig Institute for Meteorology). The current version based on the Lindzen-scheme (Lindzen, 1981) calculates the propagation and breaking of 48 single waves while the new Warner and McIntyre - scheme uses a spectral approach of gravity waves. Both schemes are based on the medium frequency approach locating the gravity waves between the Brunt-Väisälä-frequency and the rotation rate of the earth ((N >> ω >> f). First results are presented.
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Some numerical results on the quasi-two-day wave excitation and propagation in the unstable summer middle atmosphere

Merzlyakov, E. G., Jacobi, Christoph 18 January 2017 (has links) (PDF)
Mit Hilfe numerischer Simulationen wird gezeigt, dass manche Änderungen des klimatologischen Hintergrundwindfeldes zu instabilem mittleren Zonalwind in der mittleren Atmosphäre Sommerhemisphäre führen. Diese Instabilität treibt Oszillationen mit einer Periode um 2 Tage an, welche eine zonale Wellenzahl von s = 3 oder 4 aufweisen. Beobachtete Variationen des mittleren Windes stehen in Verbindung mit diesen numerisch gefundenen Schwingungen. Starke 2-Tage-Wellen wiederum sind instabil und können daher Wellen längerer Periodendauer und kleinerer Wellanzahl anregen. Dieser Effekt ist jedoch nur für sehr starke 2-Tage-Wellen signifikant. Effektiver ist ein Prozess, bei dem nichtlineare Wechselwirkung zwischen einer 10-14-Tage-Welle und der 2-Tage-Welle der zonalen Wellenzahl 4 eine neue quasi-2-Tage-Welle mit einer Periodendauer von 55-60 Stunden anregt. Diese Welle generiert sekundäre Wellen effektiver als die ursprüngliche 2-Tage-Wellen; die sekundären Wellen können beobachtet werden. / Basing on numerical calculations we have demonstrated that some changing of the climatological background atmosphere could lead to an unstable mean zonal wind distribution in the summer middle atmosphere. This instability forces oscillations propagating westward with a period of about 2 days and zonal wavenumbers s = 3 and/or 4. There are variations in the mean zonal wind distribution due to the excitation and transient propagation of these waves and numerical results correspond to features of these changes obtained in experimental studies. Strong 2-day waves in turn are unstable and can generate secondary waves with longer periods and lower zonal wavenumbers. This effect is significant only for very strong 2-day waves. It is shown that the 2-day wave with s=3 forced by non-linear interaction between 10-14 day planetary waves and the 2-day wave of zonal wave number 4 is unstable. This wave generates secondary waves of lower zonal wavenumbers more easily than the primary 2-day waves and these secondary waves may be observed.
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A mesoscale atmospheric model combining meteorology, chemistry, biology, and heterogeneity

Hinneburg, Detlef, Mölders, Nicole 18 November 2016 (has links) (PDF)
A mesoscale non-hydrostatic atmospheric model was extended by including both a chemical transport module (CTM) for the chemical triade NO, N02, and 0 3, and an explicit surface-subgrid module (ESSM) for a subscale resolution of the topographical surface. CTEM: The simulated time-dependent concentration fields result from the following processes involved: anthropogenic emission at different heights, biogenic emission, dry deposition on the receptive surface, chemical reactions, turbulent diffusion, and passive transport according to the model dynamics. The calculations in the lowest model layer, usually treated as a constant-flux layer, are now performed on a vertical subgrid that was inserted to better resolve the often observed high concentration gradients within the surface layer. ESSM: Moreover, an equidistant horizontal-subgrid is introduced for finer resolving the topography. The surface fluxes of momentum, sensible and latent heat, long-wave radiation, soil heat flux and wetness as well as the surf ace-energy balance are calculated in the usual approximations, however, employing the individual surface and soil properties of the subgrid cells. The averaged subgrid quantities serve as boundary values required for the model-grid calculations. Within the CTM the ESSM method leads to an intersection of the horizontal ESSM subgrid and the vertical CTM subgrid. Preliminary results representing an interim realization state of the ESSM demonstrate partially strong changes of the dry deposition rates caused by subgrid-resolved surface properties. / Ein mesoskaliges nicht-hydrostatisches Atmosphärenmodell ist um ein Chemie-TransportModul (CTM) zur Berücksichtigung der Triaden-Komponenten NO, N02 und 03 sowie um ein Verfahren zur verfeinerten Auflösung der topographischen Unterlage (explicit surface-subgrid modul ESSM) erweitert worden. CTM: Die simulierten zeitabhängigen Konzentrationsfelder sind das Resultat folgender modellierter Prozesse: Anthropogene Emission in verschiedenen Höhenschichten, biogene Emission, trockene Deposition (Rezeption), die speziellen chemischen Umwandlungen, turbulente Diffusion und passiver Transport. Da der Schwerpunkt der Prozesse und die höchsten Konzentrationsgradienten innerhalb der bodennahen ersten Modellschicht vorliegen, werden die Berechnungen in dieser Schicht auf einem verfeinerten vertikalen Untergitter durchgeführt. ESSM: Unabhängig von den Eigenheiten des CTM wird für alle untergrundbezogenen meteorologischen Größen ein regelmäßiges horizontales Untergitter zwecks Berücksichtigung des subskalig aufgelösten topographischen Untergrundes eingeführt. Auf diesem Untergitter werden in den bisherigen Näherungen alle Oberflächenflüsse für Impuls, fühlbare und latente Wärme, langwellige Strahlung, der Bodenwärmefluß, die Bodenfeuchte sowie die Energiebilanz am Boden berechnet. Die über die Untergitterzellen gemittelten Werte dienen den weiteren Berechnungen im normalen Modellgitter als die erforderlichen Randwerte. Innerhalb des CTM führt die ESSM-Methode zu einer Überlagerung des vertikalen CTM-Untergitters mit dem horizontalen Untergitter des ESSM. Erste Simulationsergebnisse, die dem derzeitigen Stand in der Realisierung des ESSM entsprechen, erbringen teilweise stark veränderte Depositionsraten infolge der Berücksichtigung der horizontal feiner aufgelösten Topographie.
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On Numerical Methods for Astrophysical Applications / Über numerische Methoden für astrophysikalische Anwendungen

Zenk, Markus January 2018 (has links) (PDF)
Diese Arbeit befasst sich mit der Approximation der Lösungen von Modellen zur Beschreibung des Strömungsverhaltens in Atmosphären. Im Speziellen umfassen die hier behandelten Modelle die kompressiblen Euler Gleichungen der Gasdynamik mit einem Quellterm bezüglich der Gravitation und die Flachwassergleichungen mit einem nicht konstanten Bodenprofil. Verschiedene Methoden wurden bereits entwickelt um die Lösungen dieser Gleichungen zu approximieren. Im Speziellen geht diese Arbeit auf die Approximation von Lösungen nahe des Gleichgewichts und, im Falle der Euler Gleichungen, bei kleinen Mach Zahlen ein. Die meisten numerischen Methoden haben die Eigenschaft, dass die Qualität der Approximation sich mit der Anzahl der Freiheitsgrade verbessert. In der Praxis werden deswegen diese numerischen Methoden auf großen Computern implementiert um eine möglichst hohe Approximationsgüte zu erreichen. Jedoch sind auch manchmal diese großen Maschinen nicht ausreichend, um die gewünschte Qualität zu erreichen. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit ist darauf gerichtet, die Qualität der Approximation bei gleicher Anzahl von Freiheitsgrade zu verbessern. Diese Arbeit ist im Zusammenhang einer Kollaboration zwischen Prof. Klingenberg des Mathemaitschen Instituts in Würzburg und Prof. Röpke des Astrophysikalischen Instituts in Würzburg entstanden. Das Ziel dieser Kollaboration ist es, Methoden zur Berechnung von stellarer Atmosphären zu entwickeln. In dieser Arbeit werden vor allem zwei Problemstellungen behandelt. Die erste Problemstellung bezieht sich auf die akkurate Approximation des Quellterms, was zu den so genannten well-balanced Schemata führt. Diese erlauben genaue Approximationen von Lösungen nahe des Gleichgewichts. Die zweite Problemstellung bezieht sich auf die Approximation von Strömungen bei kleinen Mach Zahlen. Es ist bekannt, dass Lösungen der kompressiblen Euler Gleichungen zu Lösungen der inkompressiblen Euler Gleichungen konvergieren, wenn die Mach Zahl gegen null geht. Klassische numerische Schemata zeigen ein stark diffusives Verhalten bei kleinen Mach Zahlen. Das hier entwickelte Schema fällt in die Kategorie der asymptotic preserving Schematas, d.h. das numerische Schema ist auf einem diskrete Level kompatibel mit dem auf dem Kontinuum gezeigten verhalten. Zusätzlich wird gezeigt, dass die Diffusion des hier entwickelten Schemas unabhängig von der Mach Zahl ist. In Kapitel 3 wird ein HLL approximativer Riemann Löser für die Approximation der Lösungen der Flachwassergleichungen mit einem nicht konstanten Bodenprofil angewendet und ein well-balanced Schema entwickelt. Die meisten well-balanced Schemata für die Flachwassergleichungen behandeln nur den Fall eines Fluids im Ruhezustand, die so genannten Lake at Rest Lösungen. Hier wird ein Schema entwickelt, welches sich mit allen Gleichgewichten befasst. Zudem wird eine zweiter Ordnung Methode entwickelt, welche im Gegensatz zu anderen in der Literatur nicht auf einem iterativen Verfahren basiert. Numerische Experimente werden durchgeführt um die Vorteile des neuen Verfahrens zu zeigen. In Kapitel 4 wird ein Suliciu Relaxations Löser angepasst um die hydrostatischen Gleichgewichte der Euler Gleichungen mit einem Gravitationspotential aufzulösen. Die Gleichungen der hydrostatischen Gleichgewichte sind unterbestimmt und lassen deshalb keine Eindeutigen Lösungen zu. Es wird jedoch gezeigt, dass das neue Schema für eine große Klasse dieser Lösungen die well-balanced Eigenschaft besitzt. Für bestimmte Klassen werden Quadraturformeln zur Approximation des Quellterms entwickelt. Es wird auch gezeigt, dass das Schema robust, d.h. es erhält die Positivität der Masse und Energie, und stabil bezüglich der Entropieungleichung ist. Die numerischen Experimente konzentrieren sich vor allem auf den Einfluss der Quadraturformeln auf die well-balanced Eigenschaften. In Kapitel 5 wird ein Suliciu Relaxations Schema angepasst für Simulationen im Bereich kleiner Mach Zahlen. Es wird gezeigt, dass das neue Schema asymptotic preserving und die Diffusion kontrolliert ist. Zudem wird gezeigt, dass das Schema für bestimmte Parameter robust ist. Eine Stabilität wird aus einer Chapman-Enskog Analyse abgeleitet. Resultate numerische Experimente werden gezeigt um die Vorteile des neuen Verfahrens zu zeigen. In Kapitel 6 werden die Schemata aus den Kapiteln 4 und 5 kombiniert um das Verhalten des numerischen Schemas bei Flüssen mit kleiner Mach Zahl in durch die Gravitation geschichteten Atmosphären zu untersuchen. Es wird gezeigt, dass das Schema well-balanced ist. Die Robustheit und die Stabilität werden analog zu Kapitel 5 behandelt. Auch hier werden numerische Tests durchgeführt. Es zeigt sich, dass das neu entwickelte Schema in der Lage ist, die Dynamiken besser Aufzulösen als vor der Anpassung. Das Kapitel 7 beschäftigt sich mit der Entwicklung eines multidimensionalen Schemas basierend auf der Suliciu Relaxation. Jedoch ist die Arbeit an diesem Ansatz noch nicht beendet und numerische Resultate können nicht präsentiert werden. Es wird aufgezeigt, wo sich die Schwächen dieses Ansatzes befinden und weiterer Entwicklungsbedarf besteht. / This work is concerned with the numerical approximation of solutions to models that are used to describe atmospheric or oceanographic flows. In particular, this work concen- trates on the approximation of the Shallow Water equations with bottom topography and the compressible Euler equations with a gravitational potential. Numerous methods have been developed to approximate solutions of these models. Of specific interest here are the approximations of near equilibrium solutions and, in the case of the Euler equations, the low Mach number flow regime. It is inherent in most of the numerical methods that the quality of the approximation increases with the number of degrees of freedom that are used. Therefore, these schemes are often run in parallel on big computers to achieve the best pos- sible approximation. However, even on those big machines, the desired accuracy can not be achieved by the given maximal number of degrees of freedom that these machines allow. The main focus in this work therefore lies in the development of numerical schemes that give better resolution of the resulting dynamics on the same number of degrees of freedom, compared to classical schemes. This work is the result of a cooperation of Prof. Klingenberg of the Institute of Mathe- matics in Wu¨rzburg and Prof. R¨opke of the Astrophysical Institute in Wu¨rzburg. The aim of this collaboration is the development of methods to compute stellar atmospheres. Two main challenges are tackled in this work. First, the accurate treatment of source terms in the numerical scheme. This leads to the so called well-balanced schemes. They allow for an accurate approximation of near equilibrium dynamics. The second challenge is the approx- imation of flows in the low Mach number regime. It is known that the compressible Euler equations tend towards the incompressible Euler equations when the Mach number tends to zero. Classical schemes often show excessive diffusion in that flow regime. The here devel- oped scheme falls into the category of an asymptotic preserving scheme, i.e. the numerical scheme reflects the behavior that is computed on the continuous equations. Moreover, it is shown that the diffusion of the numerical scheme is independent of the Mach number. In chapter 3, an HLL-type approximate Riemann solver is adapted for simulations of the Shallow Water equations with bottom topography to develop a well-balanced scheme. In the literature, most schemes only tackle the equilibria when the fluid is at rest, the so called Lake at rest solutions. Here a scheme is developed to accurately capture all the equilibria of the Shallow Water equations. Moreover, in contrast to other works, a second order extension is proposed, that does not rely on an iterative scheme inside the reconstruction procedure, leading to a more efficient scheme. In chapter 4, a Suliciu relaxation scheme is adapted for the resolution of hydrostatic equilibria of the Euler equations with a gravitational potential. The hydrostatic relations are underdetermined and therefore the solutions to that equations are not unique. However, the scheme is shown to be well-balanced for a wide class of hydrostatic equilibria. For specific classes, some quadrature rules are computed to ensure the exact well-balanced property. Moreover, the scheme is shown to be robust, i.e. it preserves the positivity of mass and energy, and stable with respect to the entropy. Numerical results are presented in order to investigate the impact of the different quadrature rules on the well-balanced property. In chapter 5, a Suliciu relaxation scheme is adapted for the simulations of low Mach number flows. The scheme is shown to be asymptotic preserving and not suffering from excessive diffusion in the low Mach number regime. Moreover, it is shown to be robust under certain parameter combinations and to be stable from an Chapman-Enskog analysis. Numerical results are presented in order to show the advantages of the new approach. In chapter 6, the schemes developed in the chapters 4 and 5 are combined in order to investigate the performance of the numerical scheme in the low Mach number regime in a gravitational stratified atmosphere. The scheme is shown the be well-balanced, robust and stable with respect to a Chapman-Enskog analysis. Numerical tests are presented to show the advantage of the newly proposed method over the classical scheme. In chapter 7, some remarks on an alternative way to tackle multidimensional simulations are presented. However no numerical simulations are performed and it is shown why further research on the suggested approach is necessary.
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Reassessment of satellite-based estimate of aerosol climate forcing

Ma, Xiaoyan, Yu, Fangqun, Quaas, Johannes 21 August 2015 (has links) (PDF)
Large uncertainties exist in estimations of aerosol direct radiative forcing and indirect radiative forcing, and the values derived from globalmodeling differ substantially with satellite-based calculations. Following the approach of Quaas et al. (2008; hereafter named Quaas2008),we reassess satellite-based clear- and cloudy-sky radiative forcings and their seasonal variations by employing updated satellite products from 2004 to 2011 in combination with the anthropogenic aerosol optical depth (AOD) fraction obtained frommodel simulations using the Goddard Earth Observing System-Chemistry-Advanced ParticleMicrophysics (GEOS-Chem-APM). Our derived annual mean aerosol clear-sky forcing (-0.59 W m-2) is lower, while the cloudy-sky forcing (-0.34 W m-2) is higher than the corresponding results (-0.9Wm-2 and -0.2W m-2, respectively) reported in Quaas2008. Our study indicates that the derived forcings are sensitive to the anthropogenic AOD fraction and its spatial distribution but insensitive to the temporal resolution used to obtain the regression coefficients, i.e.,monthly or seasonal based. The forcing efficiency (i.e., the magnitude per anthropogenic AOD) for the clear-sky forcing based on this study is 19.9Wm-2, which is about 5% smaller than Quaas2008’s value of 21.1Wm-2. In contrast, the efficiency for the cloudy-sky forcing of this study (11 W m-2) is more than a factor of 2 larger than Quaas2008’s value of 4.7 W m-2. Uncertainties tests indicate that anthropogenic fraction of AOD strongly affects the computed forcings while using aerosol index instead of AOD from satellite data as aerosol proxy does not appear to cause any significant differences in regression slopes and derived forcings.
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CHASER

Rennó, Nilton O., Williams, Earle, Rosenfeld, Daniel, Fischer, David G., Fischer, Jürgen, Kremic, Tibor, Agrawal, Arun, Andreae, Meinrat O., Bierbaum, Rosina, Blakeslee, Richard, Boerner, Anko, Bowles, Neil, Christian, Hugh, Cox, Ann, Dunion, Jason, Horvath, Akos, Huang, Xianglei, Khain, Alexander, Kinne, Stefan, Lemos, Maria C., Penner, Joyce E., Pöschl, Ulrich, Quaas, Johannes, Seran, Elena, Stevens, Bjorn, Walati, Thomas, Wagner, Thomas 26 August 2015 (has links) (PDF)
The formation of cloud droplets on aerosol particles, technically known as the activation of cloud condensation nuclei (CCN), is the fundamental process driving the interactions of aerosols with clouds and precipitation. Knowledge of these interactions is foundational to our understanding of weather and climate. The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) and the Decadal Survey (NRC 2007) indicate that the uncertainty in how clouds adjust to aerosol perturbations dominates the uncertainty in the overall quantification of the radiative forcing attributable to human activities. The Clouds, Hazards, and Aerosols Survey for Earth Researchers (CHASER) satellite mission concept responds to the IPCC and Decadal Survey concerns by studying the activation of CCN and their interactions with clouds and storms. The CHASER satellite mission was developed to remotely sense quantities necessary for determining the interactions of aerosols with clouds and storms. The links between the Decadal Survey recommendations and the CHASER goals, science objectives, measurements, and instruments are described in Table 1. Measurements by current satellites allow a rough determination of profiles of cloud particle size but not of the activated CCN that seed them. CHASER will use an innovative technique (Freud et al. 2011; Freud and Rosenfeld 2012; Rosenfeld et al. 2012) and high-heritage (flown in a previous spaceflight mission) instruments to produce satellite-based remotely sensed observations of activated CCN and the properties of the clouds associated with them. CHASER will estimate updraft velocities at cloud base to calculate the number density of activated CCN as a function of the water vapor supersaturation. CHASER will determine the CCN concentration and cloud thermodynamic forcing (i.e., forcing caused by changes in the temperature and humidity of the boundary layer air) simultaneously, allowing their effects to be distinguished. Changes in the behavior of a group of weather systems in which only one of the quantities varies (a partial derivative of the intensity of the weather system with respect to the desirable quantity) will allow the determination of each effect statistically.
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Correcting orbital drift signal in the time series of AVHRR derived convective cloud fraction using rotated empirical orthogonal function

Devasthale, Abhay, Karlsson, Karl-Göran, Quaas, Johannes, Graßl, Hartmut 26 August 2015 (has links) (PDF)
The Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) instruments onboard the series of National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) satellites offer the longest available meteorological data records from space. These satellites have drifted in orbit resulting in shifts in the local time sampling during the life span of the sensors onboard. Depending upon the amplitude of the diurnal cycle of the geophysical parameters derived, orbital drift may cause spurious trends in their time series. We investigate tropical deep convective clouds, which show pronounced diurnal cycle amplitude, to estimate an upper bound of the impact of orbital drift on their time series. We carry out a rotated empirical orthogonal function analysis (REOF) and show that the REOFs are useful in delineating orbital drift signal and, more importantly, in subtracting this signal in the time series of convective cloud amount. These results will help facilitate the derivation of homogenized data series of cloud amount from NOAA satellite sensors and ultimately analyzing trends from them. However, we suggest detailed comparison of various methods and rigorous testing thereof applying final orbital drift corrections.
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Convection–climate feedbacks in the ECHAM5 general circulation model

Gehlot, Swati, Quaas, Johannes 26 August 2015 (has links) (PDF)
A process-oriented climate model evaluation is presented, applying the International Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP) simulator to pinpoint deficiencies related to the cloud processes in the ECHAM5general circulation model.ALagrangian trajectory analysis is performed to track the transitions of anvil cirrus originating from deep convective detrainment to cirrostratus and thin cirrus, comparing ISCCP observations and the ECHAM5 model. Trajectories of cloudy air parcels originating from deep convection are computed for both, the ISCCP observations and the model, over which the ISCCP joint histograms are used for analyzing the cirrus life cycle over 5 days. The cirrostratus and cirrus clouds originate from detrainment from deep convection decay and gradually thin out after the convective event over 3–4 days. The effect of the convection–cirrus transitions in a warmer climate is analyzed in order to understand the climate feedbacks due to deep convective cloud transitions. An idealized climate change simulation is performed using a+2-K sea surface temperature (SST) perturbation. The Lagrangian trajectory analysis over perturbed climate suggests that more and thicker cirrostratus and cirrus clouds occur in the warmer climate compared to the present-day climate. Stronger convection is noticed in the perturbed climate, which leads to an increased precipitation, especially on day -2 and -3 after the individual convective events. The shortwave and the longwave cloud forcings both increase in the warmer climate, with an increase of net cloud radiative forcing (NCRF), leading to an overall positive feedback of the increased cirrostratus and cirrus clouds from a Lagrangian transition perspective.

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