The microphysical feedback of cirrus cluod in climate change

概要

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The feedback effects of cirrus clouds in climate change are investigated, taking account of the temperature dependence of both ice water content and size distribution. The sensitivity parameter which is defined as a sum of partial derivatives is calculated with an accurate radiation code applying the 4-stream discrete-ordinates method and the method of exponential-sum fitting for gaseous transmission (ESFT). Microphysical properties of cirrus clouds are parameterized in terms of the cloud temperature from the data of aircraft observations. The value of ∂H/∂[IWC] x ∂[IWC]/∂T, i.e., a product of partial derivatives associated with ice water content feedback, is estimated to be 1.3-2.3 Wm-2°C-1, meaning a positive feedback effect, and the value of ∂H/∂[SD] x ∂[SD]/∂T which is associated with size distribution feedback is estimated to be -0.1--1.8 Wm-2°C-1, meaning a negative feedback effect. The positive ice water content feedback is significantly cancelled by the negative size distribution feedback especially at cloud temperature in the vicinity of -45°C. It is thus shown that the temperature dependence not only of ice water content but also of size distribution is important to estimate the microphysical feedback of cirrus cloud巻雲の雲氷量と粒径分布の温度依存性を考慮して、気候変動における巻雲のフィードバック効果を調べた。偏微分の和として定義される敏感度パラメーターを、4ストリームのディスクリートーオーディネイト法とESFT法を用いて作成した高精度の放射コードで計算した。その際、飛行機観測データに基づいて雲氷量のフィードバックに関係した偏微分∂H/∂[IWC]×∂[IWC]/∂Tの値は 1.3-2.3Wm-2℃-1であり、雲氷量の温度依存性は正のフィードバックを引き起こす。一方、粒径分布に関係した偏微分 ∂H/∂[SD]×∂[SD]/∂Tの値は -0.1--1.8Wm-2℃-1であり、これは粒径分布の温度依存性によるフィードバックが負であることを意味する。特に巻雲が -45℃付近に存在する場合、雲氷量の正のフィードバックは粒径分布の負のフードバックによって相殺される。雲氷量のみならず粒径分布の温度依存性が巻雲の微物理課程のフィードバックの評価において重要であることを示した。

The microphysical feedback of cirrus cluod in climate change

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