A new algorithm for the downscaling of cloud fields
A new algorithm for the downscaling of cloud fields
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云场降尺度的新算法
DOI：
10.1002/qj.535
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发表时间：
2010
影响因子：
8.9
通讯作者：
C. Simmer
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Venema;S. Gimeno García;C. Simmer
我们提出了一种新的算法的三维云场的降尺度。该算法的目标是添加现实的子尺度的变化，以一个粗略的领域考虑到解决的变化。该方法通过在水平面上粗粒化高分辨率稀疏积云和破碎层积云来测试，将这些粗场缩小到高分辨率，并将这些缩小场的辐射和微物理特性与原始高分辨率场进行比较。用于此目的的积云和层积云的分辨率分别增加了四倍和十倍。降尺度减少的积云和层积云场的通量透射率和反射率的误差至少分别为10和3倍，相比，利用粗云场。我们的算法的一个新颖的方面是，它限制了云液态水含量以及子尺度云分数的高分辨率字段的事实。不包括云分数信息的替代版本不太准确，但仍然明显优于使用粗糙字段。后一种降尺度算法也可用于未定义分数覆盖的地球物理场的分解。此外，降尺度算法可以与我们的其他算法相结合，以生成具有其他约束条件的替代场，例如，具有指定液态水含量高度分布的替代云。皇家气象学会
We present a novel algorithm for the downscaling of three‐dimensional cloud fields. The goal of the algorithm is to add realistic subscale variability to a coarse field taking the resolved variability into account. The method is tested by coarse graining high‐resolution sparse cumulus and broken stratocumulus clouds in the horizontal plane, downscaling these coarse fields back to the high resolution and comparing the radiative and microphysical properties of these downscaled fields with the original high‐resolution fields. The resolutions of the cumulus and stratocumulus clouds used for this purpose are increased by a factor of four and ten, respectively. The downscaling decreases the errors in the flux transmittance and reflectance of the cumulus and stratocumulus cloud fields by at least a factor of ten and three, respectively, compared to utilising the coarse cloud fields. A novel aspect of our algorithm is the fact that it constrains the high‐resolution fields of cloud liquid water content as well as the subscale cloud fraction. An alternative version that does not include cloud fraction information is less accurate, but still significantly better than using the coarse fields. The latter downscaling algorithm can also be utilised for the disaggregation of geophysical fields for which fractional coverages are not defined. Furthermore, the downscaling algorithm can be combined with our other algorithms to generate surrogate fields with other constraints, for example, surrogate clouds with a prescribed liquid water content height distribution. Copyright © 2010 Royal Meteorological Society
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R. Hogan;S. Kew
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期刊：
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--
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通讯作者：
A. Macke
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--
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P. Pilewskie
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--
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