Американські кліматологи виявили, що помилки при моделюванні добових циклів хмар у сучасних кліматичних моделях є джерелом значних похибок при реконструкції та прогнозуванні клімату на Землі. У статті, опублікованій в, вчені зазначають, що це не призводить до якісної зміни отриманих даних, але може помітно знижувати їх точність.
Відображення і розсіювання світла на хмарах в атмосфері Землі - один з ключових факторів, що впливають на освітленість і температуру на поверхні планети. Тому товщина і площа шару хмар стають одним з важливих параметрів при реконструкції клімату з використання комп'ютерних моделей. Зазвичай у моделях намагаються найбільш точно відтворити середньодобове значення, не приділяючи великої уваги коливанням властивостей хмар (в першу чергу, їх кількості на небі) протягом доби, які описуються за допомогою добових циклів. Однак через взаємодію з іншими добовими циклами (зокрема, інтенсивністю сонячного світла і тепловим випромінюванням Землі), невеликий зсув у фазі або амплітуді циклу хмар може мати досить помітні наслідки для всієї системи енергетичних циклів на планеті.
Для оцінки наслідків неправильного обліку добових циклів хмар у моделюванні кліматологи Цзюнь Інь (Jun Yin) і Амількарі Порпорато (Amilcare Porporato) з Прінстонського університету кількісно порівняли дані про фазу і амплітуду коливань площі хмар на небі, отримані з комп'ютерного моделювання і вимірені супутентально. У своїй роботі вчені дослідили тільки макроскопічні характеристики коливального процесу і оцінили середньоквадратичне відхилення для трьох величин: середньодобової площі покриття, його стандартного відхилення і часу спостереження максимального покриття, при цьому не розглядаючи внутрішню структуру хмар і розподіл їх оптичних властивостей.
Виявилося, що всі кліматичні моделі з високою точністю можуть передбачити середньодобову площу покриття неба хмарами. Однак стандартне відхилення, яке збільшується при наявності сильних коливань кількості хмар протягом дня, і час спостереження їх максимальної кількості на небі комп'ютерні моделі пророкують з дуже великою похибкою. Що цікаво, ця похибка відрізняється за величиною для ділянок, розташованих над сушею і над морем: добовий цикл хмар над морем кліматичні моделі пророкують значно точніше.
За словами авторів роботи, такі невідповідності призводять до завищеної оцінки сонячного випромінювання, яке потрапляє на Землю в більшості використовуваних кліматичних моделей. Кліматологи вважають, що саме ці помилки, пов'язані з неврахованим добовим циклом хмар, можуть бути однією з причин обов'язкової додаткової підбудови кліматичних моделей, яка виробляється для відповідності між модельованим кліматом і реальним. (Одним з прийомів такої підбудови, наприклад, служить посилення при моделюванні ефекту альбедо - відображальної здатності хмар - у разі, якщо площа покриття виявляється заниженою).
При цьому вчені відзначають, що глобальне потепління досить слабо впливає на добові цикли хмар, тому похибка в моделюванні не призводить до виникнення значних помилок при прогнозуванні кліматичних змін у найближчому майбутньому. Однак, ці похибки можуть призводити до змін механізмів взаємного впливу океану, атмосфери і ділянок суші один на одного при формуванні клімату. Вчені вважають, що облік добових циклів хмар значно підвищить надійність моделювання і точність кліматичних передбачень.
Система хмар, яка відображає і розсіює частину сонячного світла, впливає на клімат не тільки на Землі, а й на інших небесних тілах. Зокрема, за допомогою моделювання клімату на Венері астрофізики показали, що через наявність хмар кілька мільярдів років тому клімат на планеті міг бути придатним для життя.