Un enfoque nube por nube para estudiar la interacción aerosol-nube en observaciones satelitales

Resumen. La forzamiento radiativo efectivo (ERF) debido a interacciones aerosol-nube (ACI) y ajustes rápidos (ERFaci) sigue causando la mayor incertidumbre en la evaluación del cambio climático. Se entiende solo con confianza media y se estudia principalmente para nubes cálidas. Aquí, presentamos un nuevo enfoque nube por nube (C×C) para estudiar ACI en observaciones satelitales que combina la concentración de núcleos de condensación de nubes (nCCN) y partículas nucleantes de hielo (nINP) de mediciones lidar en órbita polar con el desarrollo de las propiedades de nubes individuales al rastrearlas en observaciones geoestacionarias. Presentamos una descripción paso a paso para obtener casos de aerosol-nube emparejados. La aplicación a observaciones satelitales sobre Europa central y el norte de África durante 2014, junto con un riguroso aseguramiento de calidad, conduce a 399 nubes solo líquidas y 95 nubes que contienen hielo que pueden ser emparejadas con nCCN y nINP circundantes respectivamente a nivel de nube. Usamos este conjunto de datos inicial para evaluar el impacto de los cambios en las concentraciones de aerosoles relevantes para nubes sobre la concentración de número de gotas de nube (Nd) y el radio efectivo (reff) de nubes líquidas y la fase de las nubes en el régimen de formación de hielo heterogéneo. Encontramos un Δln⁡Nd/Δln⁡nCCN de 0.13 a 0.30, que está en el extremo inferior de los valores comúnmente inferidos de 0.3 a 0.8. El Δln⁡reff/Δln⁡nCCN entre −0.09 y −0.21 sugiere que reff disminuye entre −0.81 y −3.78 nm por incremento en nCCN de 1 cm−3. También encontramos una tendencia hacia más hielo en las nubes y más nubes completamente glaciadas con el aumento de nINP que no se puede explicar solo por la temperatura de la parte superior de la nube cada vez más baja de nubes líquidas superenfriadas, de fase mixta y completamente glaciadas. Aplicado a un mayor número de observaciones, el enfoque C×C tiene el potencial de permitir la investigación sistemática de nubes cálidas y frías. Esto marca un cambio en la cuantificación de ERFaci desde el espacio.