Microfísica de nubes: ¿contiene hielo, agua o ambos?

No estoy seguro de si este es el sitio adecuado para publicar esto, pero tengo un proyecto en el que tengo algunas propiedades microfísicas de la nube:

Altitude, Pressure, Temperature, Effective Radius, 
Liquid Water Content, Particle Number Concentration

Necesito usar estos datos para determinar si la nube contiene agua, hielo o una mezcla de ambos. También, si es posible, averigüe qué tipo de nube es.

¿Cómo debo hacer esto? ¿Hay algún buen conjunto de datos que deba conocer que pueda ayudar?

El producto final será un algoritmo en el que le proporcione los datos anteriores y le indique el tipo y el contenido de la nube.

Respuestas (2)

Su problema está subdeterminado. El agua congelada puede ocurrir a T<0°C, pero el agua sobreenfriada puede ocurrir a temperaturas de hasta -30°C. Las partículas se congelan heterogéneamente (es decir, en la parte superior de un núcleo de condensación de nubes (CCN)) a temperaturas muy bajas o cero, pero si la concentración de CCN es muy baja, no hay forma de determinar la relación entre agua congelada y líquida a partir de los datos que usted mencionar. Lo único que puedes saber más o menos seguro es:

  • T > 0 ° C — la nube contiene solo líquido
  • 0 > T > − 15 ° C — la nube es principalmente líquida
  • − 15 ° C > T > − 40 ° C — la nube contiene ambos
  • T < − 40 ° C — la nube solo contiene hielo

Por ejemplo, vea esta página , que en su mayoría corresponde a lo que sé de otra manera. Existen técnicas para determinar la fase de las partículas a través de la detección remota, pero todavía están limitadas. Si conoce los tamaños de partículas (que, en el mundo real, no conoce) y las concentraciones de masa y número (que tampoco puede determinar de forma remota de forma independiente), podría usar lidar y radar para restringir aún más el problema.

Se ha escrito mucha literatura sobre el tema.

¿Qué pasa cuando T > 0 ° C pero PAG << PAG a t metro ?
@PranavHosangadi No hay nubes de agua en la región donde eso ocurre.

Si tiene el radio efectivo, es relativamente simple determinar qué niveles de agua o hielo contiene una nube, ya que tienen diferentes características de absorción de longitud de onda.

El Centro Británico de Datos Atmosféricos tiene una enorme lista de conjuntos de datos aquí .

Aquí hay un ejemplo de un equipo de investigación que ha hecho algo similar a lo que ha descrito, pero para encontrar el contenido de hielo/agua líquida de (específicamente) los cirros, en función de las mediciones de reflectividad del radar.

O pruebe este informe de la Universidad de Oxford para obtener un algoritmo más completo que cubre diferentes tipos de nubes, utilizando datos ATSR-2 que podrían ser más aplicables a usted.

¿Podría ampliar la primera parte? Tengo el radio efectivo pero no tengo datos de absorción.
Bueno, el radio efectivo generalmente aumenta a medida que el agua pasa de una fase líquida a una fase de hielo, por lo que pasar por el radio efectivo probablemente sería un poco más confiable que solo usar datos de temperatura, ya que de lo contrario te encontrarás con el problema de sobreenfriamiento ilustrado por gerrit a continuación. Sin embargo, las formas de los cristales de hielo pueden ser irregulares, por lo que esto no siempre es exacto. Alternativamente, si tiene LWC y el contenido total de agua, puede restar para encontrar IWC. El único problema que existe es que algunos conjuntos de datos realmente no diferencian entre LWC y el contenido total de agua.
Gracias, eso lo aclaró un poco. Tengo la sensación de que mi conjunto de datos es uno que no distingue entre LWC y el contenido total de agua (calculo LWC a partir de concentraciones de partículas para varios tamaños de partículas discretos usando la suma en lugar de una integral).
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