Cirrus bulut evrimi
Çok az çalışma sirrus bulutlarının evrimini karakterize etmiştir.1D parsel modeli ile birlikte farklı irtifalardaki uçak ölçümleri ve Doppler radar gözlemlerinin bir kombinasyonunu kullanarak cirrus uncinus ve cirrostratus bulutlarındaki buz parçacık boyutu dağılımlarının evrimini inceledi. Cirrus uncinus kaynak bölgelerinde (üreten hücre başı), kristallerin, rüzgarın bir sonucu olarak baş aşağı kaymasının (aşağı doğru akışın) iz bölgesine taşınmadan önce başın rüzgar üstü bölümünde (yukarı doğru) çekirdeklendiği bulundu. . Buz parçacıkları, başın altındaki buzun aşırı doygun bölgelerinde büyüdü ve ardından aşağıdaki nispeten kuru bölgelerde süblimleşti. Bulut tepesinin yakınında buz çekirdeklenmesinin meydana geldiği gözlendi; kristaller çökeldi ve bu kaynak bölgeden tepeye yakın tabana yakın büyüdü ve tabana yüceltildi, daha yakın zamanda (2011) , sirrus örsünün evrimini inceledi. 50 μm'den küçük buz kristalleri , boyut dağılımlarına ve ışıma özelliklerine hakim oldu. Örs içinde, 50 μm'den büyük buz kristalleri bir araya toplanıp çökeldi, böylece küçük buz kristallerinin artan baskınlığı ile sonuçlandı. Toplanma ve serpinti, buzlu su içeriklerinde ve buz kristali etkili yarıçaplarında zamanla bir azalmaya yol açtı.
Bir uçak 1 ila yaklaşık ms iner Lagrange sarmal iniş, -1 , boyut dağılımları olarak daha büyük parçacıkların aynı hızda yaklaşık, buz parçacık boyutu dağılımının eğim ve sayısı konsantrasyonundaki değişimi karakterize etmek için kullanılmaktadır . Bulutların büyüme bölgelerinde, büyük ölçüde kümelenme nedeniyle PSD'nin eğimleri artar ve sayı konsantrasyonları azalır. Daha küçük parçacıklar, daha büyük olanlar tarafından süpürülür ve bulut katmanında nispeten daha küçük parçacıklar ve daha düşük bölgelerde daha büyük ancak daha az parçacık kalır.
Bu gözlemlerle bile, cirrus bulutu mikrofiziğinin evrimini çeşitli nedenlerle yerinde gözlemlerden ölçmek sorunludur. İlk olarak, in situ uçak, örneklenen bulutları değiştirebilir. İkincisi, örs cirrus hariç, bir cirrus bulutunun ilk ne zaman oluştuğunu belirlemek çok zordur. Uydu aktif uzak sensörlerle ( CloudSat ve CALIPSO), evrimi ölçmek imkansızdır çünkü bu uydulardaki sensörler yalnızca tek bir bulutun anlık görüntüsünü alır. Cirrus bulut evrimini ölçmek için seçenekler arasında, cirrus'un başlangıcından çürüme aşamalarına kadar cirrus'u deneyen ve izleyen yer tabanlı veya uçak kaynaklı aktif uzak sensörler bulunur, ancak bunu yapmak operasyonel olarak zordur ve mikrofiziksel geri alma algoritmalarının doğal belirsizlikleri vardır.
Evrimin incelenmesinin birincil yolu, içsel belirsizliklere sahip olmasına rağmen, bir bulut veya orta ölçekli modeldir. 1985 , sirrus bulutlarının yaşam döngüsü üzerindeki çeşitli fiziksel süreçlerin rolünü araştırmak için bir bulut modeli kullandı. Büyük ölçekli yükselişin büyüklüğü, cirrus'un toplu fiziksel özelliklerinin belirlenmesinde kritik öneme sahip olmasına rağmen, ortaya çıkan mikrofiziksel bileşimin etkilerinin (boyut dağılımları ve kristal alışkanlıkları) daha büyük buz kristallerini ve dolayısıyla ortalama alçalma hızını etkilediğini bulmuşlardır. buz kristali popülasyonları. Işınım özellikleri yerel kaldırma kuvvetini ve dolayısıyla cirrusun yapısını ve kütle özelliklerini etkiler ve gün ortası ile gece saatleri arasında cirrus özelliklerinde önemli farklılıklar üretir.1998 , açık mikrofizik ve radyasyon içeren bir 2D model kullanarak, nispeten yavaş, sinoptik ölçekli bir yükselişle kararlı bir atmosferde oluşturulan gelişmekte olan sirüs bulutlarını modelledi. Buz kristallerine buhar biriktirme işleminin ve nihayetinde sirrus'taki süper doygunluğun tükenmesinin 0.5 ila 3 saat arasında değişen anlık olmaktan çok uzak olduğunu buldular. Sirrin üst kısmında soğutma ve alt kısımda ısınmanın kayda değer olduğunu bulmuşlardır. Ayrıca, simüle edilmiş sirüs bulutları için kısa dalga ışıma dengesindeki (albedo etkisi) azalmanın, yerel öğlene yakın uzun dalga dengesindeki (sera etkisi) net kazancı aştığını ve bunu üst bulut bölgelerindeki küçük kristallerin bolluğuna bağladığını buldular.
Cirrus evriminin mikrofiziksel ve radyasyon özellikleri açısından ilk oluşum mekanizmasına bağımlılığı (2014) , yüksek dikey hızlara sahip dinamik olarak baskın bir rejimde farklı INP konsantrasyonları ile idealleştirilmiş simülasyonlar gerçekleştirmek için büyük girdap simülasyonu Eulerian veya Lagrangian modelini (EULAG) kullandı. Bu koşullar altında bile, 0-50 L- 1 düzeyindeki düşük INP konsantrasyonlarının simüle edilmiş buz kristali sayısı yükünü, buzlu su yolunu ve bulutun optik derinliğini güçlü bir şekilde azaltabildiğini gösterdiler. Kısa dalga, uzun dalga ve net bulut zorlamaları da artan INP konsantrasyonları ile azaltılır.(2014 , genel sirkülasyon modeli ECHAM5'e çok modlu bir buz mikrofiziksel şeması uygulayarak, toz buzu çekirdeğinin sirrus bulutları üzerindeki etkilerini inceledi. 2014, verimli mineral toz parçacıkları üzerindeki heterojen çekirdeklenmenin ve çekirdeklenme sürecinde önceden var olan buzun dikkate alınmasının, buz kristal sayısında ve kütlesinde küresel olarak% 10 ve% 5 oranında azalmaya yol açabileceğini bulmuşlardır. % 3 arttı.