Direct atmosphere opacity observations from CALIPSO provide new constraints on cloud-radiation interactions

Autor: Guzman, R., Chepfer, H., Noel, V., Vaillant de Guélis, T., Kay, J. E., Raberanto, P., Cesana, G., Vaughan, M. A., Winker, D. M.
Přispěvatelé: Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-École polytechnique (X)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Laboratoire d'aérologie (LAERO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, University of Colorado [Boulder], California Institute of Technology (CALTECH), NASA Langley Research Center [Hampton] (LaRC), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Journal of Geophysical Research: Atmospheres
Journal of Geophysical Research: Atmospheres, American Geophysical Union, 2017, 122 (2), pp.1066-1085. ⟨10.1002/2016JD025946⟩
Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2017, 122 (2), pp.1066-1085. ⟨10.1002/2016JD025946⟩
ISSN: 2169-897X
2169-8996
Popis: International audience; The spaceborne lidar CALIPSO (Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation) directly measures atmospheric opacity. In 8 years of CALIPSO observations, we find that 69% of vertical profiles penetrate through the complete atmosphere. The remaining 31% do not reach the surface, due to opaque clouds. The global mean altitude of full attenuation of the lidar beam (z_opaque) is 3.2 km, but there are large regional variations in this altitude. Of relevance to cloud-climate studies, the annual zonal mean longwave cloud radiative effect and annual zonal mean z_opaque weighted by opaque cloud cover are highly correlated (0.94). The annual zonal mean shortwave cloud radiative effect and annual zonal mean opaque cloud cover are also correlated (À0.95). The new diagnostics introduced here are implemented within a simulator framework to enable scale-aware and definition-aware evaluation of the LMDZ5B global climate model. The evaluation shows that the model overestimates opaque cloud cover (31% obs. versus 38% model) and z_opaque (3.2 km obs. versus 5.1 km model). In contrast, the model underestimates thin cloud cover (35% obs. versus 14% model). Further assessment shows that reasonable agreement between modeled and observed longwave cloud radiative effects results from compensating errors between insufficient warming by thin clouds and excessive warming due to overestimating both z_opaque and opaque cloud cover. This work shows the power of spaceborne lidar observations to directly constrain cloud-radiation interactions in both observations and models.
Databáze: OpenAIRE
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