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On the intermittency of orographic gravity wave hotspots and its importance for middle atmosphere dynamics

Kuchar, Ales und Sácha, Petr und Eichinger, Roland und Jacobi, Christoph und Pisoft, Petr und Rieder, Harald E. (2020) On the intermittency of orographic gravity wave hotspots and its importance for middle atmosphere dynamics. Weather and Climate Dynamics, 1, Seiten 481-495. Copernicus Publications. doi: 10.5194/wcd-1-481-2020. ISSN 2698-4016.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://wcd.copernicus.org/articles/1/481/2020/

Kurzfassung

When orographic gravity waves (OGWs) break, they dissipate their momentum and energy and thereby influence the thermal and dynamical structure of the atmosphere. This OGW forcing mainly takes place in the middle atmosphere. It is zonally asymmetric and strongly intermittent. So-called "OGW hotspot regions" have been shown to exert a large impact on the total wave forcing, in particular in the lower stratosphere (LS). Motivated by this we investigate the asymmetrical distribution of the three-dimensional OGW drag (OGWD) for selected hotspot regions in the specified dynamics simulation of the chemistry-climate model CMAM (Canadian Middle Atmosphere Model) for the period 1979-2010. As an evaluation, we first compare zonal mean OGW fluxes and GW drag (GWD) of the model simulation with observations and reanalyses in the Northern Hemisphere. We find an overestimation of GW momentum fluxes and GWD in the model's LS, presumably attributable to the GW parameterizations which are tuned to correctly represent the dynamics of the Southern Hemisphere. In the following, we define three hotspot regions which are of particular interest for OGW studies, namely the Himalayas, the Rocky Mountains and East Asia. The GW drags in these hotspot regions emerge as strongly intermittent, a result that can also quantitatively be corroborated with observational studies. Moreover, a peak-detection algorithm is applied to capture the intermittent and zonally asymmetric character of OGWs breaking in the LS and to assess composites for the three hotspot regions. This shows that LS peak OGW events can have opposing effects on the upper stratosphere and mesosphere depending on the hotspot region. Our analysis constitutes a new method for studying the intermittency of OGWs, thereby facilitating a new possibility to assess the effect of particular OGW hotspot regions on middle atmospheric dynamics.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/136465/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:On the intermittency of orographic gravity wave hotspots and its importance for middle atmosphere dynamics
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kuchar, AlesInstitute for Meteorology, Universität Leipzighttps://orcid.org/0000-0002-3672-6626NICHT SPEZIFIZIERT
Sácha, PetrUniv. Prag, Tschechische RepublikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Eichinger, RolandDLR, IPA und MIM, Univ. Münchenhttps://orcid.org/0000-0001-6872-5700NICHT SPEZIFIZIERT
Jacobi, ChristophInstitute for Meteorology,University Leipzig, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-7878-0110NICHT SPEZIFIZIERT
Pisoft, PetrUniv. Prag, Tschechische Republikhttps://orcid.org/0000-0002-5034-9169NICHT SPEZIFIZIERT
Rieder, Harald E.Institute of Meteorology and Climatology, University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna (BOKU)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:29 September 2020
Erschienen in:Weather and Climate Dynamics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Ja
Band:1
DOI:10.5194/wcd-1-481-2020
Seitenbereich:Seiten 481-495
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Domeisen, DanielaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:2698-4016
Status:veröffentlicht
Stichwörter:gravity wave hotspot dynamics stratosphere intermittency mesosphere climate modeling
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 - Mittlere Atmosphäre, R - Atmosphären- und Klimaforschung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Erdsystem-Modellierung
Hinterlegt von: Eichinger, Roland
Hinterlegt am:07 Okt 2020 09:41
Letzte Änderung:19 Dez 2023 04:13

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