Spiga, A. und Murdoch, N. und Lorenz, R.D. und Forget, F. und Newman, C. und Rodriguez, S. und Pla-Garcia, J. und Viudez-Moreiras, D. und Banfield, D. und Perrin, C. und Mueller, N.T. und Lemmon, M. und Millour, E. und Banerdt, W.B. (2020) A study of daytime convective vortices and turbulence in the martian Planetary Boundary Layer based on half-a-year of InSight atmospheric measurements and Large-Eddy Simulations. Journal of Geophysical Research: Planets, e2020JE006511. Wiley. doi: 10.1029/2020JE006511. ISSN 2169-9097.
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Offizielle URL: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2020JE006511
Kurzfassung
AbstractStudying the atmospheric Planetary Boundary Layer (PBL) is crucial to understand the climate of a planet. The meteorological measurements by the instruments onboard InSight at a latitude of 4.5⁰ N make a uniquely rich dataset to study the active turbulent dynamics of the daytime PBL on Mars. Here we use the high-sensitivity continuous pressure, wind, temperature measurements in the first 400 sols of InSight operations (from northern late winter to midsummer) to analyze wind gusts, convective cells and vortices in Mars’ daytime PBL. We compare InSight measurements to turbulence-resolving Large-Eddy Simulations (LES). The daytime PBL turbulence at the InSight landing site is very active, with clearly identified signatures of convective cells and a vast population of 6000 recorded vortex encounters, adequately represented by a power-law with a 3.4 exponent. While the daily variability of vortex encounters at InSight can be explained by the statistical nature of turbulence, the seasonal variability is positively correlated with ambient wind speed, which is supported by LES. However, wind gustiness is positively correlated to surface temperature rather than ambient wind speed and sensible heat flux, confirming the radiative control of the daytime martian PBL; and fewer convective vortices are forming in LES when the background wind is doubled. Thus, the long-term seasonal variability of vortex encounters at the InSight landing site is mainly controlled by the advection of convective vortices by ambient wind speed. Typical tracks followed by vortices forming in the LES show a similar distribution in direction and length as orbital imagery.
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Zusätzliche Informationen: | Bisher nur online erschienen. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | A study of daytime convective vortices and turbulence in the martian Planetary Boundary Layer based on half-a-year of InSight atmospheric measurements and Large-Eddy Simulations | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 19 November 2020 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | Journal of Geophysical Research: Planets | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1029/2020JE006511 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | e2020JE006511 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | Wiley | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2169-9097 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | Mars, Planetary Boundary Layer, Turbulence, Dust devils, Large-Eddy Simulations, InSight | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programm: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programmthema: | Erforschung des Weltraums | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Schwerpunkt: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Forschungsgebiet: | R EW - Erforschung des Weltraums | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | R - Projekt InSight - HP3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standort: | Berlin-Adlershof | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institute & Einrichtungen: | Institut für Planetenforschung > Planetenphysik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt von: | Müller, Nils | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 26 Nov 2020 10:07 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 28 Feb 2023 14:56 |
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