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Airborne Lidar Observations of Water Vapor Variability in Tropical Shallow Convective Environment

Kiemle, Christoph und Groß, Silke Martha und Wirth, Martin und Bugliaro Goggia, Luca (2018) Airborne Lidar Observations of Water Vapor Variability in Tropical Shallow Convective Environment. In: Shallow Clouds, Water Vapor, Circulation, and Climate Sensitivity Space Scienc Series of ISSI, 65. Spinger. Seiten 253-271. doi: 10.1007/978-3-319-77273-8_12. ISBN 978-3-319-77272-1.

Dieses Archiv kann nicht den Volltext zur Verfügung stellen.

Offizielle URL: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-319-77273-8

Kurzfassung

An airborne downward-pointing water vapor lidar provides two-dimensional, simultaneous curtains of atmospheric backscatter and humidity along the flight track with high accuracy and spatial resolution. In order to improve the knowledge on the coupling between clouds, circulation and climate in the trade wind region, the DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) water vapor lidar was operated on board the German research aircraft HALO during the NARVAL (Next Generation Aircraft Remote Sensing for Validation Studies) field experiment in December 2013. Out of the wealth of about 30 flight hours or 25,000 km of data over the Tropical Atlantic Ocean east of Barbados, three 2-h-long, representative segments from different flights were selected. Analyses of Meteosat Second Generation images and dropsondes complement this case study. All observations indicate a high heterogeneity of the humidity in the lowest 4 km of the tropical troposphere, as well as of the depth of the cloud (1–2 km thick) and sub-cloud layer (1 km thick). At the winter trade inversion with its strong humidity jump of up to 9 g/kg in water vapor mixing ratio, the mixing ratio variance can attain 9 (g/kg)2, while below it typically ranges between 1 and 3 (g/kg)2. Layer depths and partial water vapor columns within the layers vary by up to a factor of 2. This affects the total tropospheric water vapor column, amounting on average to 28 kg/m2, by up to 10 kg/m2 or 36%. The dominant scale of the variability is given by the extent of regions with higher-than-average humidity and lies between 300 and 600 km. The variability mainly stems from the alternation between dry regions and moisture lifted by convection. Occasionally, up to 100-km large dry regions are observed. In between, convection pushes the trade inversion upward, sharpening the vertical moisture gradient that is colocated with the trade inversion. In most of the water vapor profiles, this gradient is stronger than the one located at the top of the sub-cloud layer. Lidar observations in concert with models accurately reproducing the observed variability are expected to help evaluate the role these findings play for climate.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/120798/
Dokumentart:Beitrag in einem Lehr- oder Fachbuch
Zusätzliche Informationen:Buchveröffentlichung von Zeitschriftenbeitrag, vgl. https://elib.dlr.de/116529/
Titel:Airborne Lidar Observations of Water Vapor Variability in Tropical Shallow Convective Environment
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kiemle, ChristophDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-1231-2813NICHT SPEZIFIZIERT
Groß, Silke MarthaDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-7467-9269NICHT SPEZIFIZIERT
Wirth, MartinDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bugliaro Goggia, LucaDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-4793-0101NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2018
Erschienen in:Shallow Clouds, Water Vapor, Circulation, and Climate Sensitivity
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:65
DOI:10.1007/978-3-319-77273-8_12
Seitenbereich:Seiten 253-271
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Pincus, RobertUniv. Colorado, Boulder, CO, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Winkler, DavidNASA, Hampton, VA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bony, SandrineIPSL-LMD, Paris, FrankreichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stevens, BjornMPI für Meteorologie, HamburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Spinger
Name der Reihe:Space Scienc Series of ISSI
ISBN:978-3-319-77272-1
Status:veröffentlicht
Stichwörter:airborne Lidar observations, water vapor variability, tropical shallow convection
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - LIDAR-Forschung und - Entwicklung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Lidar
Hinterlegt von: Volkert, Dr. Hans
Hinterlegt am:04 Jul 2018 09:52
Letzte Änderung:18 Mär 2024 12:05

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