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• W2062426904 abstract "A critical link between clouds and aerosols is the nucleation process, in which supersaturation activates some fraction of the aerosols to form cloud droplets. Under conditions of strong updraft velocity or low aerosol number concentration, high supersaturations are achieved and most of the aerosols are activated. At weaker updraft velocities or higher aerosol number concentrations, supersaturations remain low and only a small fraction of the aerosols are activated. These limiting cases are represented in the parameterization, N = Naw/(w + dNa) derived from Köhler theory, where N is the number of droplets nucleated, Na is the total aerosol number concentration and w is the updraft velocity. The coefficient d depends on the geometric standard deviation of the log-normal aerosol size distribution, the mode radius and the aerosol composition. The parameterization is compared with detailed simulations by a size-resolving Lagrangian parcel model. Differences are found to be less than 50% for realistic aerosol size distributions with aerosol number concentration ranging from 50 to 5000 cm−3 and updraft velocity ranging from 1 to 500 cm s−1. Errors in the sensitivity of N to changes in Na are typically only 10%. Errors are comparable to those of the Twomey parameterization. The simplicity of the parameterization permits its application to three-dimensional atmospheric circulation models that cannot afford a size-resolving treatment of the nucleation process. Le processus de nucléation par lequel la sursaturation active une fraction de l'aérosol atmosphérique pour former des gouttelettes de nuage constitue le lien critique entre nuage et aérosol. Si la vitesse d'ascendance est élevée ou les aérosols peu nombreux, de fortes sursaturations sont atteintes et la plupart des aérosols sont activés. A l'inverse, en présence de faibles vitesses d'ascendance ou d'aérosols en grand nombre, la sursaturation reste faible et seule une fraction des aérosols est activée. Ces cas extrêmes sont représentés dans la paramétrisation dérivée de la théorie de Kôlher, N = Naw/(w + dNa), ou N est le nombre de gouttelettes nuclées, Na est la concentration en nombre d'aérosols, et w la vitesse d'ascendance. Le coefficient d dépend de l'écart type de la distribution dimensionelle log-normale de l'aérosol, du rayon modal et de la composition de l'aérosol. On compare cette paramétrisation aux simulations fines par modèle lagrangien à résolution dimensionelle. On trouve des différences de moins de 50% avec les distributions réelles pour des concentrations en aérosol de 50 à 5000 cm−3 et pour des vitesses d'ascendance de 1 à 500 cm.s−1. Les erreurs sur la sensibilité de N à des variations de Na sont de l'ordre de 10%. Ces erreurs sont comparables à celles de la paramétrisation de Twomey. La simplicité de cette paramétrisation permet son utilisation dans des modèles tri-dimensionnels de circulation atmosphérique auxquels ne pourrait pas s'appliquer un traitement à résolution dimensionnelle de processus de nucléation." @default.
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