Published March 24, 2015
| Version v1
Publication
Open
Dust aerosol radiative effects during summer 2012 simulated with a coupled regional aerosol–atmosphere–ocean model over the Mediterranean
Creators
- 1. Centre National de Recherches Météorologiques
- 2. Laboratoire d'Aérologie
- 3. Direction de la Météorologie Nationale
- 4. National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development
- 5. Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques
- 6. Laboratoire Techniques, Territoires et Sociétés
- 7. Centre National de la Recherche Scientifique
- 8. Universitat Politècnica de Catalunya
Description
Abstract. The present study investigates the radiative effects of dust aerosols in the Mediterranean region during summer 2012 using a coupled regional aerosol–atmosphere–ocean model (CNRM-RCSM5). A prognostic aerosol scheme, including desert dust, sea salt, organic, black-carbon and sulphate particles, has been integrated to CNRM-RCSM5 in addition to the atmosphere, land surface and ocean components. An evaluation of this aerosol scheme of CNRM-RCSM5, and especially of the dust aerosols, has been performed against in situ and satellite measurements, showing its ability to reproduce the spatial and temporal variability of aerosol optical depth (AOD) over the Mediterranean region in summer 2012. The dust vertical and size distributions have also been evaluated against observations from the TRAQA/ChArMEx campaign. Three simulations have been carried out for summer 2012 with CNRM-RCSM5, including the full prognostic aerosol scheme, only monthly-averaged AOD means from the aerosol scheme or no aerosols at all, in order to focus on the radiative effects of dust particles and the role of the prognostic scheme. Surface short-wave aerosol radiative forcing variability is found to be more than twice as high over regions affected by dust aerosols, when using a prognostic aerosol scheme instead of monthly AOD means. In this case downward surface solar radiation is also found to be better reproduced according to a comparison with several stations across the Mediterranean. A composite study over 14 stations across the Mediterranean, designed to identify days with high dust AOD, also reveals the improvement of the representation of surface temperature brought by the use of the prognostic aerosol scheme. Indeed the surface receives less radiation during dusty days, but only the simulation using the prognostic aerosol scheme is found to reproduce the observed intensity of the dimming and warming on dusty days. Moreover, the radiation and temperature averages over summer 2012 are also modified by the use of prognostic aerosols, mainly because of the differences brought in short-wave aerosol radiative forcing variability. Therefore this first comparison over summer 2012 highlights the importance of the choice of the representation of aerosols in climate models.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الخلاصة. تبحث هذه الدراسة في الآثار الإشعاعية للهباء الجوي للغبار في منطقة البحر الأبيض المتوسط خلال صيف عام 2012 باستخدام نموذج إقليمي مقترن للهباء الجوي والغلاف الجوي والمحيطات (CNRM - RCSM5). تم دمج مخطط هباء تنبؤي، بما في ذلك غبار الصحراء وملح البحر والجسيمات العضوية والكربون الأسود والكبريتات، في CNRM - RCSM5 بالإضافة إلى مكونات الغلاف الجوي وسطح الأرض والمحيطات. تم إجراء تقييم لمخطط الهباء الجوي هذا لـ CNRM - RCSM5، وخاصة الهباء الجوي للغبار، مقابل قياسات الموقع والأقمار الصناعية، مما أظهر قدرته على إعادة إنتاج التباين المكاني والزماني للعمق البصري للهباء الجوي (AOD) فوق منطقة البحر الأبيض المتوسط في صيف عام 2012. كما تم تقييم توزيعات الغبار الرأسية والحجم مقابل الملاحظات من حملة TRAQA/ChArMEx. تم إجراء ثلاث عمليات محاكاة لصيف عام 2012 باستخدام CNRM - RCSM5، بما في ذلك مخطط الهباء الجوي الكامل، أو متوسط AOD الشهري فقط من مخطط الهباء الجوي أو عدم وجود هباء جوي على الإطلاق، من أجل التركيز على الآثار الإشعاعية لجزيئات الغبار ودور المخطط التنبؤي. وجد أن تباين التأثير الإشعاعي للهباء الجوي السطحي قصير الموجة أكثر من ضعف ارتفاعه فوق المناطق المتأثرة بالهباء الجوي للغبار، عند استخدام مخطط هباء جوي تنبؤي بدلاً من وسائل AOD الشهرية. في هذه الحالة، وجد أيضًا أن الإشعاع الشمسي السطحي السفلي يتكاثر بشكل أفضل وفقًا للمقارنة مع العديد من المحطات عبر البحر الأبيض المتوسط. كما كشفت دراسة مركبة أجريت على 14 محطة عبر البحر الأبيض المتوسط، مصممة لتحديد الأيام التي تحتوي على كمية عالية من الغبار، عن تحسن تمثيل درجة حرارة السطح الناجم عن استخدام مخطط الهباء الجوي التنبؤي. في الواقع، يتلقى السطح إشعاعًا أقل خلال الأيام المغبرة، ولكن تم العثور على المحاكاة فقط باستخدام مخطط الهباء الجوي التنبؤي لإعادة إنتاج الشدة الملحوظة للتعتيم والاحترار في الأيام المغبرة. علاوة على ذلك، يتم أيضًا تعديل متوسطات الإشعاع ودرجة الحرارة خلال صيف عام 2012 باستخدام الهباء الجوي التنبؤي، ويرجع ذلك أساسًا إلى الاختلافات الناتجة عن تقلب التأثير الإشعاعي الهوائي قصير الموجة. لذلك تسلط هذه المقارنة الأولى خلال صيف عام 2012 الضوء على أهمية اختيار تمثيل الهباء الجوي في النماذج المناخية.Translated Description (French)
Résumé. La présente étude étudie les effets radiatifs des aérosols de poussières dans la région méditerranéenne au cours de l'été 2012 à l'aide d'un modèle régional couplé aérosol-atmosphère-océan (CNRM-RCSM5). Un schéma d'aérosol pronostique, comprenant de la poussière du désert, du sel marin, des particules organiques, de carbone noir et de sulfate, a été intégré au CNRM-RCSM5 en plus des composants atmosphériques, terrestres et océaniques. Une évaluation de ce schéma d'aérosol de CNRM-RCSM5, et en particulier des aérosols de poussière, a été réalisée par rapport à des mesures in situ et par satellite, montrant sa capacité à reproduire la variabilité spatiale et temporelle de la profondeur optique des aérosols (AOD) sur la région méditerranéenne à l'été 2012. Les distributions verticale et de taille de la poussière ont également été évaluées par rapport aux observations de la campagne TRAQA/ChArMEx. Trois simulations ont été réalisées pour l'été 2012 avec le CNRM-RCSM5, y compris le schéma d'aérosol pronostique complet, seulement les moyennes mensuelles moyennes d'AOD du schéma d'aérosol ou pas d'aérosols du tout, afin de se concentrer sur les effets radiatifs des particules de poussière et le rôle du schéma pronostique. La variabilité du forçage radiatif des aérosols à ondes courtes de surface est plus de deux fois plus élevée dans les régions touchées par les aérosols de poussière, lors de l'utilisation d'un schéma d'aérosols pronostique au lieu de moyennes mensuelles de l'AOD. Dans ce cas, le rayonnement solaire de surface descendant est également mieux reproduit selon une comparaison avec plusieurs stations à travers la Méditerranée. Une étude composite sur 14 stations à travers la Méditerranée, conçue pour identifier les jours avec une AOD élevée, révèle également l'amélioration de la représentation de la température de surface apportée par l'utilisation du schéma d'aérosol pronostique. En effet, la surface reçoit moins de rayonnement pendant les jours poussiéreux, mais seule la simulation utilisant le schéma d'aérosol pronostique reproduit l'intensité observée de l'assombrissement et du réchauffement les jours poussiéreux. De plus, les moyennes de radiations et de températures sur l'été 2012 sont également modifiées par l'utilisation d'aérosols pronostiques, principalement en raison des différences apportées dans la variabilité du forçage radiatif des aérosols à ondes courtes. Cette première comparaison sur l'été 2012 met donc en évidence l'importance du choix de la représentation des aérosols dans les modèles climatiques.Translated Description (Spanish)
Resumen. El presente estudio investiga los efectos radiativos de los aerosoles de polvo en la región mediterránea durante el verano de 2012 utilizando un modelo regional acoplado de aerosol-atmósfera-océano (CNRM-RCSM5). Se ha integrado al CNRM-RCSM5 un esquema pronóstico de aerosoles, que incluye polvo del desierto, sal marina, partículas orgánicas, de carbono negro y sulfato, además de los componentes de la atmósfera, la superficie terrestre y el océano. Se ha realizado una evaluación de este esquema de aerosol de CNRM-RCSM5, y especialmente de los aerosoles de polvo, contra mediciones in situ y satelitales, mostrando su capacidad para reproducir la variabilidad espacial y temporal de la profundidad óptica del aerosol (AOD) sobre la región mediterránea en el verano de 2012. Las distribuciones de polvo vertical y tamaño también se han evaluado contra lo observado en la campaña TRAQA/ChArMEx. Se han llevado a cabo tres simulaciones para el verano de 2012 con CNRM-RCSM5, incluido el esquema de aerosol de pronóstico completo, solo las medias de AOD promediadas mensualmente del esquema de aerosol o ningún aerosol en absoluto, con el fin de centrarse en los efectos radiativos de las partículas de polvo y el papel del esquema de pronóstico. Se encuentra que la variabilidad de forzamiento radiativo de aerosol de onda corta superficial es más del doble en las regiones afectadas por aerosoles de polvo, cuando se utiliza un esquema de aerosol de pronóstico en lugar de medios de AOD mensuales. En este caso, también se encuentra que la radiación solar de superficie descendente se reproduce mejor de acuerdo con una comparación con varias estaciones en todo el Mediterráneo. Un estudio compuesto sobre 14 estaciones en todo el Mediterráneo, diseñado para identificar días con alta AOD de polvo, también revela la mejora de la representación de la temperatura de la superficie aportada por el uso del esquema de aerosol de pronóstico. De hecho, la superficie recibe menos radiación durante los días polvorientos, pero solo la simulación que utiliza el esquema de pronóstico de aerosol reproduce la intensidad observada de la atenuación y el calentamiento en los días polvorientos. Además, los promedios de radiación y temperatura durante el verano de 2012 también se ven modificados por el uso de aerosoles pronósticos, principalmente debido a las diferencias en la variabilidad del forzamiento radiativo de los aerosoles de onda corta. Por lo tanto, esta primera comparación con el verano de 2012 pone de relieve la importancia de la elección de la representación de los aerosoles en los modelos climáticos.Files
acp-15-3303-2015.pdf.pdf
Files
(4.8 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:171df1731d4dfc98aae9213eedba3f67
|
4.8 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الآثار الإشعاعية للهباء الجوي للغبار خلال صيف عام 2012 التي تمت محاكاتها بنموذج إقليمي مقترن للهباء الجوي والغلاف الجوي والمحيطات فوق البحر الأبيض المتوسط
- Translated title (French)
- Effets radiatifs des aérosols de poussière au cours de l'été 2012 simulés avec un modèle régional couplé aérosol-atmosphère-océan sur la Méditerranée
- Translated title (Spanish)
- Efectos radiativos del aerosol de polvo durante el verano de 2012 simulados con un modelo regional acoplado de aerosol-atmósfera-océano sobre el Mediterráneo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2168613637
- DOI
- 10.5194/acp-15-3303-2015
References
- https://openalex.org/W1249428219
- https://openalex.org/W1834577838
- https://openalex.org/W1963839881
- https://openalex.org/W1965151843
- https://openalex.org/W1970047006
- https://openalex.org/W1970212020
- https://openalex.org/W1971398176
- https://openalex.org/W1974342476
- https://openalex.org/W1980583318
- https://openalex.org/W1981126864
- https://openalex.org/W1983073756
- https://openalex.org/W1985109297
- https://openalex.org/W1985479415
- https://openalex.org/W1985582255
- https://openalex.org/W1985613397
- https://openalex.org/W1987461785
- https://openalex.org/W1988509955
- https://openalex.org/W1999979375
- https://openalex.org/W2000436415
- https://openalex.org/W2002486217
- https://openalex.org/W2012247153
- https://openalex.org/W2014670354
- https://openalex.org/W2015071544
- https://openalex.org/W2018958057
- https://openalex.org/W2019976017
- https://openalex.org/W2033499347
- https://openalex.org/W2039363399
- https://openalex.org/W2040422439
- https://openalex.org/W2040746851
- https://openalex.org/W2048512417
- https://openalex.org/W2050161743
- https://openalex.org/W2054903488
- https://openalex.org/W2056283761
- https://openalex.org/W2058759684
- https://openalex.org/W2065444076
- https://openalex.org/W2067486888
- https://openalex.org/W2067726355
- https://openalex.org/W2068735446
- https://openalex.org/W2078517784
- https://openalex.org/W2079827920
- https://openalex.org/W2083339292
- https://openalex.org/W2086145959
- https://openalex.org/W2089433206
- https://openalex.org/W2092758993
- https://openalex.org/W2093234629
- https://openalex.org/W2094408786
- https://openalex.org/W2106963750
- https://openalex.org/W2112335693
- https://openalex.org/W2113973563
- https://openalex.org/W2115955657
- https://openalex.org/W2117901674
- https://openalex.org/W2121745948
- https://openalex.org/W2123293242
- https://openalex.org/W2130578813
- https://openalex.org/W2136449662
- https://openalex.org/W2137274987
- https://openalex.org/W2139273826
- https://openalex.org/W2139452943
- https://openalex.org/W2139836399
- https://openalex.org/W2139937607
- https://openalex.org/W2140397818
- https://openalex.org/W2142306678
- https://openalex.org/W2145446721
- https://openalex.org/W2145943926
- https://openalex.org/W2148807170
- https://openalex.org/W2152311585
- https://openalex.org/W2153306945
- https://openalex.org/W2153438006
- https://openalex.org/W2171368857
- https://openalex.org/W2319391253
- https://openalex.org/W2320145997
- https://openalex.org/W2321587562
- https://openalex.org/W2626335618
- https://openalex.org/W4234843088
- https://openalex.org/W92888908