Aerosols give clouds a lift It has been observed that atmospheric aerosols can strengthen updrafts in deep convective clouds such as those that form in thunderstorms. Past work has linked such invigoration with the latent heat released by water condensation or freezing in chains of processes that depend on aerosol concentrations. Abbott and Cronin suggest a third possibility in which updrafts intensify because high aerosol concentrations increase environmental humidity by mixing more condensed water into the surrounding air, which in turn favors stronger updrafts. Science, this issue p. 83 Computer simulations show that aerosols increase updraft speeds in clouds by increasing humidity outside clouds. Cloud-aerosol interactions remain a major obstacle to understanding climate and severe weather. Observations suggest that aerosols enhance tropical thunderstorm activity; past research, motivated by the importance of understanding aerosol impacts on clouds, has proposed several mechanisms that could explain that observed link. We find that high-resolution atmospheric simulations can reproduce the observed link between aerosols and convection. However, we also show that previously proposed mechanisms are unable to explain the invigoration. Examining underlying processes reveals that, in our simulations, high aerosol concentrations increase environmental humidity by producing clouds that mix more condensed water into the surrounding air. In turn, higher humidity favors large-scale ascent and stronger convection. Our results provide a physical reason to expect invigorated thunderstorms in high-aerosol regions of the tropics.

中文翻译：

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通过增加湿度来增强大气对流的气溶胶活力

气溶胶使云层上升 据观察，大气气溶胶可以加强深对流云中的上升气流，例如在雷暴中形成的云。过去的工作已将这种活力与依赖气溶胶浓度的过程链中的水冷凝或冻结所释放的潜热联系起来。Abbott 和 Cronin 提出了第三种可能性，即上升气流加剧，因为高气溶胶浓度通过将更多的冷凝水混合到周围空气中来增加环境湿度，这反过来又促进了更强的上升气流。科学，这个问题 p。83 计算机模拟表明，气溶胶通过增加云外的湿度来增加云中的上升气流速度。云-气溶胶相互作用仍然是了解气候和恶劣天气的主要障碍。观测表明气溶胶增强了热带雷暴活动；过去的研究出于了解气溶胶对云的影响的重要性，提出了几种可以解释观察到的联系的机制。我们发现高分辨率大气模拟可以重现观察到的气溶胶和对流之间的联系。然而，我们还表明，先前提出的机制无法解释这种活力。检查潜在过程表明，在我们的模拟中，高气溶胶浓度通过产生云将更多冷凝水混合到周围空气中来增加环境湿度。反过来，较高的湿度有利于大规模上升和更强的对流。我们的结果提供了一个物理原因，可以预期热带高气溶胶地区会出现活跃的雷暴。过去的研究出于了解气溶胶对云的影响的重要性，提出了几种可以解释观察到的联系的机制。我们发现高分辨率大气模拟可以重现观察到的气溶胶和对流之间的联系。然而，我们还表明，先前提出的机制无法解释这种活力。检查潜在过程表明，在我们的模拟中，高气溶胶浓度通过产生云将更多冷凝水混合到周围空气中来增加环境湿度。反过来，较高的湿度有利于大规模上升和更强的对流。我们的结果提供了一个物理原因，可以预期热带高气溶胶地区会出现活跃的雷暴。过去的研究出于了解气溶胶对云的影响的重要性，提出了几种可以解释观察到的联系的机制。我们发现高分辨率大气模拟可以重现观察到的气溶胶和对流之间的联系。然而，我们还表明，先前提出的机制无法解释这种活力。检查潜在过程表明，在我们的模拟中，高气溶胶浓度通过产生云将更多冷凝水混合到周围空气中来增加环境湿度。反过来，较高的湿度有利于大规模上升和更强的对流。我们的结果提供了一个物理原因，可以预期热带高气溶胶地区会出现活跃的雷暴。提出了几种可以解释观察到的联系的机制。我们发现高分辨率大气模拟可以重现观察到的气溶胶和对流之间的联系。然而，我们还表明，先前提出的机制无法解释这种活力。检查潜在过程表明，在我们的模拟中，高气溶胶浓度通过产生云将更多冷凝水混合到周围空气中来增加环境湿度。反过来，较高的湿度有利于大规模上升和更强的对流。我们的结果提供了一个物理原因，可以预期热带高气溶胶地区会出现活跃的雷暴。提出了几种可以解释观察到的联系的机制。我们发现高分辨率大气模拟可以重现观察到的气溶胶和对流之间的联系。然而，我们还表明，先前提出的机制无法解释这种活力。检查潜在过程表明，在我们的模拟中，高气溶胶浓度通过产生云将更多冷凝水混合到周围空气中来增加环境湿度。反过来，较高的湿度有利于大规模上升和更强的对流。我们的结果提供了一个物理原因，可以预期热带高气溶胶地区会出现活跃的雷暴。然而，我们还表明，先前提出的机制无法解释这种活力。检查潜在过程表明，在我们的模拟中，高气溶胶浓度通过产生云将更多冷凝水混合到周围空气中来增加环境湿度。反过来，较高的湿度有利于大规模上升和更强的对流。我们的结果提供了一个物理原因，可以预期热带高气溶胶地区会出现活跃的雷暴。然而，我们还表明，先前提出的机制无法解释这种活力。检查潜在过程表明，在我们的模拟中，高气溶胶浓度通过产生云将更多冷凝水混合到周围空气中来增加环境湿度。反过来，较高的湿度有利于大规模上升和更强的对流。我们的结果提供了一个物理原因，可以预期热带高气溶胶地区会出现活跃的雷暴。较高的湿度有利于大规模上升和更强的对流。我们的结果提供了一个物理原因，可以预期热带高气溶胶地区会出现活跃的雷暴。较高的湿度有利于大规模上升和更强的对流。我们的结果提供了一个物理原因，可以预期热带高气溶胶地区会出现活跃的雷暴。