Woiwode, Wolfgang und Dörnbrack, Andreas und Geldenhuys, Markus und Friedl-Vallon, F. und Giez, Andreas und Gulde, T. und Höpfner, M. und Johansson, Sören und Kaifler, Bernd und Kleinert, A. und Krasauskas, Lukas und Kretschmer, Erik und Maucher, G. und Neubert, T. und Nordmeyer, H. und Piesch, C. und Preusse, P. und Rapp, Markus und Riese, Martin und Schumann, Ulrich und Ungermann, Jörn (2023) Non-orographic gravity waves and turbulence caused by merging jet streams. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 128 (14), e2022JD038097. Wiley. doi: 10.1029/2022JD038097. ISSN 2169-897X.
PDF
- Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
9MB |
Offizielle URL: https://doi.org/10.1029/2022JD038097
Kurzfassung
Jet streams are important sources of non-orographic internal gravity waves and clear air turbulence (CAT). We analyze non-orographic gravity waves and CAT during a merger of the polar front jet stream (PFJ) with the subtropical jet stream (STJ) above the southern Atlantic. Thereby, we use a novel combination of airborne observations covering the meso-scale and turbulent scale in combination with high-resolution deterministic short-term forecasts. Coherent phase lines of temperature perturbations by gravity waves stretching along a highly sheared tropopause fold are simulated by the ECMWF IFS (integrated forecast system) forecasts. During the merging event, the PFJ reverses its direction from approximately antiparallel to parallel with respect to the STJ, going along with strong wind shear and horizontal deformation. Temperature perturbations in limb-imaging and lidar observations onboard the research aircraft HALO during the SouthTRAC campaign show remarkable agreement with the IFS data. Ten hours earlier, the IFS data show an “X-shaped” pattern in the temperature perturbations emanating from the sheared tropopause fold. Tendencies of the IFS wind components show that these gravity waves are excited by spontaneous emission adjusting the strongly divergent flow when the PFJ impinges the STJ. In situ observations of temperature and wind components at 100 Hz confirm upward propagation of the probed portion of the gravity waves. They furthermore reveal embedded episodes of light-to-moderate CAT, Kelvin Helmholtz waves, and indications for partial wave reflection. Patches of low Richardson numbers in the IFS data coincide with the CAT observations, suggesting that this event was accessible to turbulence forecasting.
elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/199403/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Non-orographic gravity waves and turbulence caused by merging jet streams | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Datum: | 19 Juli 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | Journal of Geophysical Research: Atmospheres | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Band: | 128 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1029/2022JD038097 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | e2022JD038097 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | Wiley | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2169-897X | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | gravity waves clear air turbulence jet stream HALO SouthTrac | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 - Atmosphären- und Klimaforschung, L - Klima, Wetter und Umwelt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standort: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institute & Einrichtungen: | Institut für Physik der Atmosphäre > Verkehrsmeteorologie Institut für Physik der Atmosphäre > Zentrale Aufgaben PA Institut für Physik der Atmosphäre Flugexperimente > Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt von: | Schumann, Prof.Dr.habil. Ulrich | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 20 Nov 2023 08:48 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 04 Dez 2023 11:38 |
Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags