Cristin-resultat-ID: 1665876
Sist endret: 13. august 2020 14:36
NVI-rapporteringsår: 2019
Resultat
Vitenskapelig artikkel
2019

Cloud-droplet growth due to supersaturation fluctuations in stratiform clouds

Bidragsytere:
  • Xiangyu Li
  • Gunilla Svensson
  • Axel Brandenburg og
  • Nils Erland L Haugen

Tidsskrift

Atmospheric Chemistry and Physics
ISSN 1680-7316
e-ISSN 1680-7324
NVI-nivå 2

Om resultatet

Vitenskapelig artikkel
Publiseringsår: 2019
Publisert online: 2019
Volum: 19
Hefte: 1
Sider: 639 - 648
Open Access

Importkilder

Scopus-ID: 2-s2.0-85060017700

Beskrivelse Beskrivelse

Tittel

Cloud-droplet growth due to supersaturation fluctuations in stratiform clouds

Sammendrag

Condensational growth of cloud droplets due to supersaturation fluctuations is investigated by solving the hydrodynamic and thermodynamic equations using direct numerical simulations (DNS) with droplets being modeled as Lagrangian particles. The supersaturation field is calculated directly by simulating the temperature and water vapor fields instead of being treated as a passive scalar. Thermodynamic feedbacks to the fields due to condensation are also included for completeness. We find that the width of droplet size distributions increases with time, which is contrary to the classical theory without supersaturation fluctuations, where condensational growth leads to progressively narrower size distributions. Nevertheless, in agreement with earlier Lagrangian stochastic models of the condensational growth, the standard deviation of the surface area of droplets increases as t1/2. Also, for the first time, we explicitly demonstrate that the time evolution of the size distribution is sensitive to the Reynolds number, but insensitive to the mean energy dissipation rate. This is shown to be due to the fact that temperature fluctuations and water vapor mixing ratio fluctuations increase with increasing Reynolds number; therefore the resulting supersaturation fluctuations are enhanced with increasing Reynolds number. Our simulations may explain the broadening of the size distribution in stratiform clouds qualitatively, where the mean updraft velocity is almost zero. © 2019 Author(s).

Bidragsytere

Xiangyu Li

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved University of Colorado at Boulder
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Sverige
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved USA
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Nordiska institutet för teoretisk fysik
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Stockholms universitet

Gunilla Svensson

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Stockholms universitet
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Sverige
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved National Center for Atmospheric Research

Axel Brandenburg

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved University of Colorado at Boulder
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Stockholms universitet
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Nordiska institutet för teoretisk fysik
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved USA

Nils Erland L Haugen

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Institutt for energi- og prosessteknikk ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Termisk energi ved SINTEF Energi AS
1 - 4 av 4