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Observation and simulation of mountain wave turbulence above Iceland: Turbulence intensification due to wave interference

Wilms, Henrike und Bramberger, Martina und Dörnbrack, Andreas (2020) Observation and simulation of mountain wave turbulence above Iceland: Turbulence intensification due to wave interference. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 146 (732), Seiten 3326-3346. Wiley. doi: 10.1002/qj.3848. ISSN 0035-9009.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
6MB

Offizielle URL: https://rmets.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/qj.3848

Kurzfassung

The High‐Altitude LOng Range research aircraft (HALO) encountered strong turbulence above Iceland at 13.8 km altitude on 13 October 2016. The generation of turbulence along the flight path is studied through numerical simulations in combination with the aircraft insitu observations. From the insitu observations, maximum energy dissipation rate values (cube root of the energy dissipation rate) of 0.39 m2/3 ·s-1 are obtained, which correspond to moderate to severe turbulence for a medium‐weight aircraft such as HALO. The turbulent region is characterized by observed large‐amplitude vertical wind fluctuations which coincide locally with a stagnation of the horizontal flow. The strong turbulence occurred downstream of and between the two Icelandic mountains Hofsjökull and Langjökull. High‐resolution numerical simulations, with realistic and idealized topography, show that the flow above these two nearby mountains is responsible for the observed turbulence. Vertically propagating hydrostatic mountain waves disperse horizontally in the region downstream and between Hofsjökull and Langjökull. There, both waves interfere and their superposition leads to enhanced amplitudes and, eventually, to convective instabilities. By comparing simulations with only one of the mountains to the simulation with both mountains, we infer that the wave interference can locally amplify the turbulence intensity by a factor of five and double the vertical extent of the turbulent region.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/135251/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Observation and simulation of mountain wave turbulence above Iceland: Turbulence intensification due to wave interference
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Wilms, HenrikeDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bramberger, MartinaDLR, IPA und NCAR, Boulder, CO, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dörnbrack, AndreasDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-0936-0216NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2020
Erschienen in:Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:146
DOI:10.1002/qj.3848
Seitenbereich:Seiten 3326-3346
Verlag:Wiley
ISSN:0035-9009
Status:veröffentlicht
Stichwörter:gravity waves, turbulence, numerical modelling
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
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DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Mittlere Atmosphäre
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Verkehrsmeteorologie
Institut für Physik der Atmosphäre
Hinterlegt von: Volkert, Dr. Hans
Hinterlegt am:09 Jun 2020 15:13
Letzte Änderung:23 Okt 2023 12:25

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