Taylor, Michael J. and Pautet, Pierre-Dominique and Fritts, David C. and Kaifler, Bernd and Smith, Steven M. and Zhao, Yucheng and Criddle, Neal R. and McLaughlin, Pattilyn and Pendleton Jr., William R. and McCarthy, Michael P. and Hernandez, Gonzalo and Eckermann, Stephen D. and Doyle, James A. and Rapp, Markus and Liley, Ben and Russell III, James M. (2019) Large-Amplitude Mountain Waves in the Mesosphere Observed on 21 June 2014 During DEEPWAVE: 1. Wave Development, Scales, Momentum Fluxes, and Environmental Sensitivity. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 124 (19), pp. 10364-10384. Wiley. doi: 10.1029/2019JD030932. ISSN 0148-0227.
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Official URL: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2019JD030932
Abstract
A remarkable, large-amplitude, mountain wave (MW) breaking event was observed on the night of 21 June 2014 by ground-based optical instruments operated on the New Zealand South Island during the Deep Propagating Gravity Wave Experiment (DEEPWAVE). Concurrent measurements of the MW structures, amplitudes, and background environment were made using an Advanced Mesospheric Temperature Mapper, a Rayleigh Lidar, an All-Sky Imager, and a Fabry-Perot Interferometer. The MW event was observed primarily in the OH airglow emission layer at an altitude of ~82 km, over an ~2-hr interval (~10:30–12:30 UT), during strong eastward winds at the OH altitude and above, which weakened with time. The MWs displayed dominant horizontal wavelengths ranging from ~40 to 70 km and temperature perturbation amplitudes as large as ~35 K. The waves were characterized by an unusual, “saw-tooth” pattern in the larger-scale temperature field exhibiting narrow cold phases separating much broader warm phases with increasing temperatures toward the east, indicative of strong overturning and instability development. Estimates of the momentum fluxes during this event revealed a distinct periodicity (~25 min) with three well-defined peaks ranging from ~600 to 800 m2/s2, among the largest ever inferred at these altitudes. These results suggest that MW forcing at small horizontal scales (<100 km) can play large roles in the momentum budget of the mesopause region when forcing and propagation conditions allow them to reach mesospheric altitudes with large amplitudes. A detailed analysis of the instability dynamics accompanying this breaking MW event is presented in a companion paper, Fritts et al. (2019, https://doi.org/10.1029/2019jd030899).
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/130337/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Large-Amplitude Mountain Waves in the Mesosphere Observed on 21 June 2014 During DEEPWAVE: 1. Wave Development, Scales, Momentum Fluxes, and Environmental Sensitivity | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | 6 September 2019 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | Journal of Geophysical Research: Atmospheres | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume: | 124 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1029/2019JD030932 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Page Range: | pp. 10364-10384 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publisher: | Wiley | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 0148-0227 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | mountain waves, mesospheric mountain waves, gravity wave breaking, optical observations, remote sensing | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | Earth Observation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | R EO - Earth Observation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | R - Middle Atmosphere | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Institute of Atmospheric Physics Institute of Atmospheric Physics > Lidar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Kaifler, Dr. Natalie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 11 Nov 2019 14:29 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 06 Mar 2020 03:00 |
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