Radiative Influence of Horizontally Oriented Ice Crystals over Summit, Greenland
Radiative Influence of Horizontally Oriented Ice Crystals over Summit, Greenland
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格陵兰岛山顶水平定向冰晶的辐射影响
DOI：
10.1029/2018jd028963
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Miller, Nathaniel B.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Stillwell, Robert A.;Neely, III, Ryan R.;Thayer, Jeffrey P.;Walden, Von P.;Shupe, Matthew D.;Miller, Nathaniel B.
在大气中发生的某些空气动力学和电动力学条件下，冰晶通常采用水平取向。虽然水平取向冰晶（HOIC）的辐射影响已经在理论上研究了它们对短波云的影响，长波影响仍然没有探索。这项工作分析了2015年7月至2017年6月在格陵兰Summit发生的HOIC。使用偏振激光雷达和辅助大气传感器，冰晶的方向被确定，并用于解释云辐射对地面辐射收支的影响。我们发现HOIC发生在至少25.6%的所有纯冰柱观测中。我们发现HOIC的短波影响是增加云辐射效应约22%，对于一个给定的太阳天顶角。我们还发现HOIC的长波影响与随机取向的冰晶相比在p < 0.01的显著性水平上具有统计学差异，对于红外光学厚度< ~1的云，表面辐射效应增加约8%。我们认为，所观察到的云的表面辐射效应之间的差异含有随机取向的冰晶和HOIC可能是由于增强散射，但这一假设需要进一步探讨更详细的观测和建模。
Ice crystals commonly adopt a horizontal orientation under certain aerodynamic and electrodynamic conditions that occur in the atmosphere. While the radiative impact of horizontally oriented ice crystals (HOIC) has been theoretically studied with respect to their impact on shortwave cloud albedo, the longwave impact remains unexplored. This work analyzes the occurrence of HOIC at Summit, Greenland, from July 2015 to June 2017. Using polarization lidar and ancillary atmospheric sensors, ice crystal orientations are identified and used to interpret cloud radiative impact on the surface radiation budget. We find HOIC occur in at least 25.6% of all ice‐only column observations. We find that the shortwave impact of HOIC is to increase cloud radiative effect by approximately 22% for a given solar zenith angle. We also find that the longwave impact of HOIC compared to randomly oriented ice crystals are statistically different at the p < 0.01 significance level, increasing the surface radiative effect by approximately 8% for clouds with infrared optical depths < ~1. We suggest that the observed difference between the surface radiative effect for clouds containing randomly oriented ice crystals and HOIC may be due to enhanced scattering, but this hypothesis needs to be further explored with more detailed observations and modeling.
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DOI：
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