A seconda della loro altezza e spessore, le nuvole di ghiaccio potrebbero riscaldare o raffreddare la superficie terrestre. Ottenere i dettagli di queste nuvole direttamente nelle simulazioni del modello climatico globale (GCM) è un passo importante verso l'aumento della precisione delle proiezioni climatiche future. I ricercatori hanno dimostrato che le particelle di ghiaccio staccate dalle nuvole convettive profonde (come i temporali) sono più piccole e cadono più velocemente di quanto si pensasse in precedenza. Il loro studio si basava sulle osservazioni degli aerei da più campagne sul campo. Gli scienziati hanno utilizzato questa nuova conoscenza per rappresentare meglio le nuvole di ghiaccio in un GCM. Queste informazioni aiutano anche a migliorare la simulazione GCM delle nuvole di ghiaccio all'interno e nelle vicinanze di regioni di convezione attiva e forti piogge.

Il Global Institute for Space Studies GCM della National Aeronautics and Space Administration (NASA) in precedenza produceva troppa nuvola di ghiaccio. La sovrabbondanza di ghiaccio era particolarmente evidente nelle regioni vicino all'equatore e alle medie latitudini dove profonde, spesso si trovano nuvole piovose. Utilizzando la nuova formulazione della nuvola di ghiaccio, le simulazioni del modello riducono la quantità di ghiaccio dal 30 al 50 percento. La ricerca porta i risultati del modello in miglior accordo con le osservazioni satellitari globali. Il nuovo modello fornisce simulazioni più accurate del ciclo di vita di questi sistemi di tempeste convettive profonde, che svolgono ruoli importanti nei cicli energetici e idrici della Terra.

Studi recenti hanno dimostrato che il GCM del Global Institute for Space Studies della NASA ha prodotto contenuti di acqua ghiacciata nella troposferica superiore che ha superato un limite superiore stimato di un fattore due. Gli scienziati hanno fatto risalire questo problema all'approccio utilizzato nel GCM per suddividere il ghiaccio formato in profonde correnti ascensionali convettive in caduta (cioè, neve) e loft/detrained (cioè, cloud) componenti. Hanno analizzato le osservazioni degli aerei di nuvole di ghiaccio adiacenti a nuclei di nuvole convettive profonde per sviluppare nuovi parametri di osservazione per le dimensioni delle particelle di ghiaccio e le velocità di caduta. Le osservazioni utilizzate nello studio includono i dati delle campagne di misurazione delle radiazioni atmosferiche (ARM) – NASA Midlatitude Continental Convective Clouds Experiment (MC3E) e le campagne ARM Small Particles in Cirrus (SPARTICUS). L'ARM Climate Research Facility del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti e la NASA hanno sponsorizzato le campagne.

Sulla base delle osservazioni degli aerei, i ricercatori hanno determinato che le particelle di ghiaccio convettivo rappresentate nel modello erano spesso troppo grandi e cadevano troppo lentamente. Per correggere questo problema, i ricercatori hanno sviluppato nuove relazioni empiriche per le dimensioni e le velocità di caduta delle particelle di ghiaccio vicino alla convezione attiva e hanno implementato tali relazioni nella parametrizzazione convettiva del GCM. Poiché le particelle di ghiaccio nelle nuvole profonde sono più piccole, ma cadi più velocemente, c'è una diminuzione generale del contenuto di acqua ghiacciata delle nuvole nelle regioni convettive profonde. La nuova simulazione del ghiaccio nuvola si accorda meglio con i recuperi satellitari globali. Lo studio evidenzia il valore dell'utilizzo di più campagne sul campo e osservazioni satellitari sia nella fase di sviluppo GCM che nella successiva fase di valutazione GCM.