Přesný klimatický model je založen na pochopení mraků – jejich velikosti, tvaru a toho, jak interagují se slunečním světlem a srážkami. Jedním z klíčových dílů této skládačky je mikrofyzika kapiček mraků – komplexní souhra kapiček vody v oblaku. Nejnovější výzkum odhaluje velkou mezeru ve schopnosti našich modelů zachytit tuto složitost, což by mohlo potenciálně ovlivnit naše předpovědi o klimatu Země.
Naše stávající klimatické modely mají potíže s přesným zobrazením rozmanitosti velikostí kapiček v oblacích. Nitin Alluain a jeho tým zjistili, že i složité simulace zvané silná turbulence (ST) vytvořily příliš jednotný obraz distribuce kapiček. Představte si tu chybu: spletli jste si hlučné město s prázdnou mýtinou – celkový vzhled se radikálně liší od skutečnosti.
Tyto závěry jsou založeny na srovnání údajů BT s reálnými pozorováními pořízenými v oblacích stratocumulus, což je běžný typ, který se vyskytuje podél pobřeží a často se jeví jako nízké šedé kapky. Vědci se zaměřili na to, jak se měnila velikost kapiček v různých částech oblaku. Nová pozorovací data ukázala jasné vzory – některé oblasti byly bohaté na velké kapky, zatímco jiné byly bohaté na menší, což naznačovalo dynamičtější vnitřní strukturu.
V tomto bodě jsou modely podřadné. Ačkoli BT simulace zachytily některé zajímavé korelace mezi velikostmi kapiček a obecnými jevy oblačnosti (jako je mrholení a vzestupné proudění), nebyly schopny reprodukovat pozorovanou diverzitu ve větších měřítcích v rámci mraků.
Tyto nesrovnalosti mohou být způsobeny několika faktory. Například současné modely nemusí přesně reprezentovat „zachycení“ – proces míšení suchého vzduchu do oblaku, což způsobuje vypařování a ovlivňuje velikost kapiček. Dalším na vině může být předpoklad, že faktory, jako jsou povrchové podmínky a typy aerosolů, jsou distribuovány rovnoměrně po celém oblaku – něco, co se v přírodě vyskytuje jen zřídka.
Pochopení těchto mikrofyzikálních procesů je zásadní pro zdokonalování klimatických modelů. Allouain a jeho tým zdůrazňují, že jejich BT simulace byly zjednodušené scénáře, takže při jejich přímé aplikaci na složité situace v reálném životě je třeba dávat pozor. Důrazně doporučují, aby budoucí studie zkoumaly dopad změn koncentrací aerosolu v oblacích na velikosti kapiček a zlepšily metody modelování tak, aby realističtěji reprezentovaly proces zachycení. Říká se, že Lagrangeova schémata, která sledují jednotlivé částice v oblaku spíše než zprůměrování vlastností ve velkých objemech, jsou zajímavou cestou pro zachycení těchto nuancí.
V konečném důsledku bude dosažení přesnějšího pochopení cloudové mikrofyziky rozhodující pro zlepšení našeho chápání toho, jak mraky přispívají ke klimatickému systému Země, a v konečném důsledku pro předpovídání budoucích změn v globálních vzorcích počasí.
