Aller au contenu principal
2026 preprint

Bridging Particle-Resolved and Global Scales: Online Emulation of Aerosol Mixing State in E3SMv3 and Its Impacts on CCN and Cloud Droplet Number

0Citations signalées, ce qui n’est pas une note de qualité
5Institutions déclarées
1Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Aerosol mixing state, the distribution of chemical species among individual particles, influences hygroscopicity, cloud condensation nuclei (CCN) activity, and droplet activation. Most global models assume complete internal mixing within each aerosol mode. We present the online integration of a machine-learning mixing state emulator into the Energy Exascale Earth System Model version 3 (E3SMv3). The XGBoost-based emulator, trained on particle-resolved PartMC-MOSAIC simulations, predicts two entropy-based indices at each time step, quantifying the mixing of black carbon (BC) with all other accumulation-size species and between hydrophobic and hydrophilic species. Each index is mapped to a two-subpopulation representation of the accumulation mode, with distinct hygroscopicities, for the activation calculation. In AMIP-style diagnostic and interactive simulations, the emulator diagnoses substantially more external mixing than the default assumption, reducing the surface-mean BC index from ~0.90 to ~0.60 and the hydrophobic index from ~0.95 to ~0.41. The BC mixing state has negligible CCN impact (<0.1%), whereas the hydrophobic–hydrophilic mixing state reduces global-mean CCN by ~5.5%, exceeding 10–20% over dust-influenced regions. A semi-quantitative comparison shows the emulator moving the BC coating ratio toward single-particle observations at all 22 sites, with error reductions of 11–88%. Against reanalysis-derived CCN, the emulator reduces the bias where the internal-mixing assumption most overestimates aerosol hygroscopicity and improves the spatial correlation. The interactive simulations shift regional in-cloud droplet number distributions toward MODIS retrievals, most coherently over the Southern Ocean and marine stratocumulus regions. Mixing state emulators trained on particle-resolved simulations thus offer a transferable framework for improving aerosol representation in global models.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Bridging Particle-Resolved and Global Scales: Online Emulation of Aerosol Mixing State in E3SMv3 and Its Impacts on CCN and Cloud Droplet Number
Date Crossref
19/08/2026
Éditeur
Wiley
Type
posted-content

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Atmospheric aerosols and cloudsAtmospheric chemistry and aerosolsAtmospheric Ozone and Climate

BNTIC News n’est pas le producteur de ces données. Les publications sont interrogées à la demande dans Crossref, OpenAIRE, DOAJ, Europe PMC, HAL, DataCite, AfricArXiv, ROR et la Banque mondiale, sans clé d’accès. OpenAlex reste optionnel. Aucun service payant n’est nécessaire et aucune donnée externe n’est enregistrée en base. Consulter les sources et leurs limites.