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Overview: quasi-Lagrangian observations of Arctic air mass transformations – introduction and initial results of the HALO–(AC)3 aircraft campaign
Wendisch, Manfred und Crewell, Susanne und Ehrlich, André und Herber, Andreas und Kirbus, Benjamin und Lüpkes, Christof und Mech, Mario und Abel, Steven und Akansu, Elisa F. und Ament, Felix und Aubry, Clemantyne und Becker, Sebastian und Borrmann, Stephan und Bozem, Heiko und Brückner, Marlen und Clemen, Hans-Christian und Dahlke, Sandro und Dekoutsidis, Georgios und Delanoë, Julien und de la Torre Castro, Elena und Dorff, Henning und Dupuy, Régis und Eppers, Oliver und Ewald, Florian und George, Geet und Gorodetskaya, Irina und Grawe, Sarah und Groß, Silke Martha und Hartmann, Jörg und Henning, Silvia und Hirsch, Lutz und Jäkel, Evi und Joppe, Philipp und Jourdan, Olivier und Juranyi, Zsofia und Karalis, Michail und Kellermann, Mona und Klingebiel, Marcus und Lonardi, Michael und Lucke, Johannes und Luebke, Anna E. und Maahn, Maximilian und Maherndl, Nina und Maturilli, Marion und Mayer, Bernhard und Mayer, Johanna und Mertes, Stephan und Michaelis, Janosch und Michalkov, Michel und Mioche, Guillaume und Moser, Manuel und Müller, Hanno und Neggers, R. und Ori, Davide und Paul, Daria und Paulus, Fiona M. und Pilz, Christian und Pithan, Felix und Pöhlker, Mira und Pörtge, Veronika und Ringel, Maximilian und Risse, Nils und Roberts, Gregory C. und Rosenburg, Sophie und Röttenbacher, Johannes und Rückert, Janna Elisabeth und Schäfer, Michael und Schaefer, Jonas und Schemann, Vera und Schirmacher, Imke und Schmidt, Jörg und Schmidt, Sebastian und Schneider, Johannes und Schnitt, Sabrina und Schwarz, Anja und Siebert, Holger und Sodemann, Harald und Sperzel, Tim und Spreen, Gunnar und Stevens, Bjorn und Stratmann, Frank und Svensson, Gunilla und Tatzelt, Christian und Tuch, T. und Vihma, Timo und Voigt, Christiane und Volkmer, Lea und Walbröl, Andreas und Weber, Anna Laura und Wehner, Birgit
(2024)
Overview: quasi-Lagrangian observations of Arctic air mass transformations – introduction and initial results of the HALO–(AC)3 aircraft campaign.
Atmospheric Chemistry and Physics, 24 (15), Seiten 8865-8892.
Copernicus Publications.
doi: 10.5194/acp-24-8865-2024.
ISSN 1680-7316.
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- Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
16MB |
Offizielle URL: https://acp.copernicus.org/articles/24/8865/2024/ KurzfassungGlobal warming is amplified in the Arctic. However, numerical models struggle to represent key processes that determine Arctic weather and climate. To collect data that help to constrain the models, the HALO–(AC)3 aircraft campaign was conducted over the Norwegian and Greenland seas, the Fram Strait, and the central Arctic Ocean in March and April 2022. The campaign focused on one specific challenge posed by the models, namely the reasonable representation of transformations of air masses during their meridional transport into and out of the Arctic via northward moist- and warm-air intrusions (WAIs) and southward marine cold-air outbreaks (CAOs). Observations were made over areas of open ocean, the marginal sea ice zone, and the central Arctic sea ice. Two low-flying and one long-range, high-altitude research aircraft were flown in colocated formation whenever possible. To follow the air mass transformations, a quasi-Lagrangian flight strategy using trajectory calculations was realized, enabling us to sample the same moving-air parcels twice along their trajectories. Seven distinct WAI and 12 CAO cases were probed. From the quasi-Lagrangian measurements, we have quantified the diabatic heating/cooling and moistening/drying of the transported air masses. During CAOs, maximum values of 3 K h−1 warming and 0.3 g kg−1 h−1 moistening were obtained below 1 km altitude. From the observations of WAIs, diabatic cooling rates of up to 0.4 K h−1 and a moisture loss of up to 0.1 g kg−1 h−1 from the ground to about 5.5 km altitude were derived. Furthermore, the development of cloud macrophysical (cloud-top height and horizontal cloud cover) and microphysical (liquid water path, precipitation, and ice index) properties along the southward pathways of the air masses were documented during CAOs, and the moisture budget during a specific WAI event was estimated. In addition, we discuss the statistical frequency of occurrence of the different thermodynamic phases of Arctic low-level clouds, the interaction of Arctic cirrus clouds with sea ice and water vapor, and the characteristics of microphysical and chemical properties of Arctic aerosol particles. Finally, we provide a proof of concept to measure mesoscale divergence and subsidence in the Arctic using data from dropsondes released during the flights. elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/206512/ |
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag |
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Titel: | Overview: quasi-Lagrangian observations of Arctic air mass transformations – introduction and initial results of the HALO–(AC)3 aircraft campaign |
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Autoren: | Autoren | Institution oder E-Mail-Adresse | Autoren-ORCID-iD | ORCID Put Code |
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Wendisch, Manfred | Universität Leipzig, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Crewell, Susanne | Universität Köln, Köln | https://orcid.org/0000-0003-1251-5805 | NICHT SPEZIFIZIERT | Ehrlich, André | University of Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Herber, Andreas | Alfred-Wegener-Institut für Polar und Meeresforschung, Bremerhaven | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Kirbus, Benjamin | Universität Leipzig, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Lüpkes, Christof | Alfred Wegener Institute, Bremerhaven, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Mech, Mario | Universität Köln, Köln Germany | https://orcid.org/0000-0001-6229-9616 | NICHT SPEZIFIZIERT | Abel, Steven | Met Office, Exeter, United Kingdom | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Akansu, Elisa F. | TROPOS, Leipzig | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Ament, Felix | Universität Hamburg, Hamburg, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Aubry, Clemantyne | DLR, IPA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Becker, Sebastian | Universität Leipzig, Leipzig | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Borrmann, Stephan | Univ. Mainz und MPI für Chemie, Mainz | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Bozem, Heiko | Universität Mainz, Mainz, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Brückner, Marlen | Universität Leipzig, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Clemen, Hans-Christian | MPIC, Mainz, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Dahlke, Sandro | Alfred Wegener Institute, Potsdam, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Dekoutsidis, Georgios | DLR, IPA | https://orcid.org/0000-0003-1083-0609 | 168148260 | Delanoë, Julien | LATMOS, CNRS, Guyancourt, F | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | de la Torre Castro, Elena | DLR, IPA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Dorff, Henning | Universität Hamburg, Hamburg, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Dupuy, Régis | Univ. Blaise Pascal, Aubière, Frankreich | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Eppers, Oliver | Universität Mainz, Mainz | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Ewald, Florian | DLR, IPA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | George, Geet | Max Planck Institute for Meteorology, Hamburg, Germany | https://orcid.org/0000-0002-1579-4523 | NICHT SPEZIFIZIERT | Gorodetskaya, Irina | University of Aveiro, Portugal | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Grawe, Sarah | TROPOS, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Groß, Silke Martha | DLR, IPA | https://orcid.org/0000-0002-7467-9269 | NICHT SPEZIFIZIERT | Hartmann, Jörg | Alfred–Wegener–Institut, Bremerhaven, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Henning, Silvia | TROPOS, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Hirsch, Lutz | MPI-M, Hamburg, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Jäkel, Evi | Universität Leipzig, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Joppe, Philipp | Universität Mainz, Germany | https://orcid.org/0009-0009-0166-1146 | NICHT SPEZIFIZIERT | Jourdan, Olivier | LaMP, Univ. Blaise Pascal, Aubière, F | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Juranyi, Zsofia | DLR, IPA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Karalis, Michail | Stockholm University, Stockholm, Sweden | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Kellermann, Mona | TROPOS, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Klingebiel, Marcus | Universität Mainz, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Lonardi, Michael | Universität Leipzig, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Lucke, Johannes | DLR, IPA | https://orcid.org/0000-0001-6724-864X | 168148262 | Luebke, Anna E. | Universität Leipzig, Leipzig, Germany | https://orcid.org/0000-0003-1606-6939 | NICHT SPEZIFIZIERT | Maahn, Maximilian | Universität Leipzig, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Maherndl, Nina | LIM, Universität Leipzig, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Maturilli, Marion | Alfred Wegener Institut, Potsdam | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Mayer, Bernhard | DLR, IPA / LMU-MIM | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Mayer, Johanna | DLR, IPA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Mertes, Stephan | TROPOS, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Michaelis, Janosch | DWD, Hamburg, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Michalkov, Michel | TROPO), Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Mioche, Guillaume | Univ. Blaise Pascal, Clermont-Ferrand, F | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Moser, Manuel | DLR, IPA | https://orcid.org/0000-0001-8603-2756 | NICHT SPEZIFIZIERT | Müller, Hanno | Universität Leipzig, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Neggers, R. | Universität Köln, Köln, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Ori, Davide | Universität Köln, Köln, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Paul, Daria | Universität Köln, Köln, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Paulus, Fiona M. | Universität Köln, Köln, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Pilz, Christian | TROPOS, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Pithan, Felix | AWI, Bremerhaven | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Pöhlker, Mira | MPI Mainz, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Pörtge, Veronika | LMU-MIM München, München, Germany | https://orcid.org/0000-0001-9019-6294 | NICHT SPEZIFIZIERT | Ringel, Maximilian | MPI, Hamburg, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Risse, Nils | Universität Köln, Köln, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Roberts, Gregory C. | University of California San Diego, La Jolla, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Rosenburg, Sophie | Universität Leipzig, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Röttenbacher, Johannes | Universität Leipzig, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Rückert, Janna Elisabeth | Universität Bremen, Bremen, Germany | https://orcid.org/0000-0001-9885-6576 | NICHT SPEZIFIZIERT | Schäfer, Michael | Universität Leipzig, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Schaefer, Jonas | TROPOS, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Schemann, Vera | Universität Köln, Köln, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Schirmacher, Imke | Universität Köln, Köln, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Schmidt, Jörg | Universität Leipzig, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Schmidt, Sebastian | Univ. of Colorado, Boulder, CO, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Schneider, Johannes | MPI Mainz, Mainz, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Schnitt, Sabrina | Universität Köln, Köln, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Schwarz, Anja | Universität Leipzig, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Siebert, Holger | TROPOS, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Sodemann, Harald | GFI, University of Bergen, Norwegen | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Sperzel, Tim | Universität Leipzig, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Spreen, Gunnar | Universität Bremen, Bremen, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Stevens, Bjorn | MPI, Hamburg, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Stratmann, Frank | IfT Leipzig | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Svensson, Gunilla | MISU, Univ. Stockholm, Schweden | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Tatzelt, Christian | TROPOS, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Tuch, T. | IfT, Leipzig | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Vihma, Timo | Finnish Meteorological Institute (FMI), Helsinki, Finland | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Voigt, Christiane | DLR, IPA | https://orcid.org/0000-0001-8925-7731 | NICHT SPEZIFIZIERT | Volkmer, Lea | LMU München, München, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Walbröl, Andreas | Universität Köln, Köln, Germany | https://orcid.org/0000-0003-2603-2724 | NICHT SPEZIFIZIERT | Weber, Anna Laura | DLR, IPA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Wehner, Birgit | TROPOS, Leipzig, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT |
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Datum: | 13 August 2024 |
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Erschienen in: | Atmospheric Chemistry and Physics |
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Referierte Publikation: | Ja |
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Open Access: | Ja |
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Gold Open Access: | Ja |
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In SCOPUS: | Ja |
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In ISI Web of Science: | Ja |
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Band: | 24 |
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DOI: | 10.5194/acp-24-8865-2024 |
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Seitenbereich: | Seiten 8865-8892 |
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Verlag: | Copernicus Publications |
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ISSN: | 1680-7316 |
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Status: | veröffentlicht |
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Stichwörter: | Arctis air mass, HALO AC3, aircraft campaign, cold-air outbreaks, Arctic sea ice |
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HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr |
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HGF - Programm: | Luftfahrt |
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HGF - Programmthema: | Luftverkehr und Auswirkungen |
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DLR - Schwerpunkt: | Luftfahrt |
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DLR - Forschungsgebiet: | L AI - Luftverkehr und Auswirkungen |
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DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | L - Klima, Wetter und Umwelt |
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Standort: |
Oberpfaffenhofen
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Institute & Einrichtungen: | Institut für Physik der Atmosphäre > Wolkenphysik Institut für Physik der Atmosphäre > Lidar |
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Hinterlegt von: |
Keur, Natalie Desiree
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Hinterlegt am: | 24 Sep 2024 11:49 |
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Letzte Änderung: | 25 Sep 2024 12:13 |
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