Response of anvil cloud to surface warming : Inter-model difference in RCEMIP simulation = 해수면 온도 상승에 따른 모루 구름의 반응: RCEMIP 실험의 모형 간 차이

국문 초록 (Abstract)

인위적 복사 강제력에 대한 기후 모형의 구름 피드백은 여전히 큰 모형 간 차이를 보이는 요소로 알려져 있다. 특히 모루 구름은 두께에 따라 상이한 복사 효과를 가지므로, 지표 온도 상승에 따른 모루 구름 면적 분율의 변화는 구름 피드백 불확실성에 중요한 영향을 미친다. 본 연구에서는 복사-대류 평형 상태에서 수행된 여덟 개의 폭풍 분해 모형을 대상으로, 해수면 온도 상승에 대한 모루 구름의 반응을 분석한다. 모든 모형에서 두꺼운 모루 구름 분율의 감소가 클수록 얇은 모루 구름 분율 또한 함께 감소하는 경향이 나타났으며, 이는 두 유형의 모루 구름이 해수면 온도 상승에 대해 공통된 물리적 메커니즘에 의해 조절됨을 시사한다. 또한 모루 구름 분율의 감소가 큰 모형일수록 대류에 의해 상층으로 수송되는 얼음의 최대값이 크게 감소하는 특성이 나타났다. 이러한 변화는 주로 대류 면적 분율 감소와 연관되어 있다. 대류 면적 분율의 감소는 상층 대기로의 얼음 수송을 약화시키는 한편, 복사-대류 평형 조건에서 대류의 자기 응집이 강화되는 특성과 연관될 가능성을 보여준다. 이러한 자기 응집의 강화는 대류를 보다 국지적인 영역에 집중시키고, 주변의 하강 및 건조 영역을 확장시켜 모루 구름 분율의 유지를 억제하는 방향으로 작용한다. 결과적으로, 본 연구는 해수면 온도 상승에 따른 대류 면적 분율의 반응에서 나타나는 모형 간 차이는 구름 피드백 불확실성의 주요 원인 중 하나임을 보여준다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recent studies have shown that climate models exhibit a large inter-model spread in cloud feedback under anthropogenic radiative forcing. Anvil clouds have thickness-dependent radiative effects, making their fractional response to surface warming important to uncertainty in cloud feedback. We investigate how anvil clouds respond to surface warming using eight storm-resolving models under radiative-convective equilibrium. Across the models, a stronger reduction in thick anvil fraction is accompanied by a stronger reduction in thin anvil fraction, suggesting that their responses to surface warming are governed by a common mechanism. Furthermore, the models exhibiting larger reductions in anvil fraction also show a pronounced decrease in the ice flux maximum, which is mainly linked to a reduction in convective area fraction. A reduction in convective area fraction leads to weaker upward ice transport into the upper troposphere and is closely associated with enhanced convective self-aggregation, which suppresses the maintenance of anvil cloud fraction. As a result, inter-model differences in the response of convective area fraction to surface warming emerge as a primary source of uncertainty in cloud feedback under surface warming.

목차 (Table of Contents)

• Chapter 1. Introduction 1
• Chapter 2. Data and Methods 5
• 1. Model Simulations and Data 5
• 2. Anvil Cloud Fraction 5
• 3. Convective Ice Flux 6
• 4. Subsidence-Region Relative Humidity and Fractional Change Diagnotics 6
• Chapter 3. Inter-model Responses to Surface Warming 7
• 1. Changes in Anvil Cloud Fraction 7
• 2. Response of Convective Ice Flux 8
• 3. Contributions of Individual Components to Convective Ice Flux 9
• 4. Spatial Organization of Convection and Associated Environmental Drying 13
• Chapter 4. Conclusion 16
• References 18
• Tables 24
• Figures 25
• Abstract in Korean 39