Chellappan, Seethala and Zuidema, Paquita and Kirschler, Simon and Voigt, Christiane and Cairns, Brian and Crosbie, E. C. and Ferrare, Richard and Hair, Jonathan and Painemal, David and Shingler, Taylor J. and Shook, Michael A. and Thornhill, Kenneth Lee and Tornow, Florian and Sorooshian, Armin (2024) Microphysical evolution in mixed-phase mid-latitude marine cold-air outbreaks. Journal of the Atmospheric Sciences. American Meteorological Society. doi: 10.1175/JAS-D-23-0203.1. ISSN 0022-4928.
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Abstract
Five cold-air outbreaks are investigated with aircraft offshore of continental northeast America. Flight paths aligned with the cloud-layer flow from January through March span cloud-top temperatures of -5 to -12 °C, in situ liquid water paths of up to 500 g m-2, while in situ cloud droplet number concentrations exceeding 500 cm-3 maintain effective radii below 10 µm. Rimed ice is detected in the 4 colder cases within the first cloud pass. After further fetch, ice particle number concentrations reaching 2.5 L-1 support an interpretation that secondary ice production is occurring. Rime-splintering is clearly evident, with dendritic growth increasing ice water contents within deeper clouds with colder cloud-top temperatures. Buoyancy fluxes reach 400-600 W m-2 near the Gulf Stream’s western edge, with 1-second updrafts reaching 5 m s-1 supporting closely-spaced convective cells. Near-surface rainfall rates of the 3 more intense cold-air outbreaks are a maximum near the Gulf Stream’s eastern edge, just before the clouds transition to more open-celled structures. The milder 2 cold-air outbreaks transition to lower-albedo cumulus with little or no precipitation. The clouds thin through cloud-top entrainment.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/206695/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Microphysical evolution in mixed-phase mid-latitude marine cold-air outbreaks | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | 9 September 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | Journal of the Atmospheric Sciences | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1175/JAS-D-23-0203.1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publisher: | American Meteorological Society | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Series Name: | Journal of the Atmospheric Sciences | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 0022-4928 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | cold-air outbreak, mixed-phase mid-latitude marine, cloudlayer, clouds, cloud droplet | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Aeronautics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | Air Transportation and Impact | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Aeronautics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | L AI - Air Transportation and Impact | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | L - Climate, Weather and Environment | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Institute of Atmospheric Physics > Cloud Physics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Keur, Natalie Desiree | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 25 Sep 2024 07:50 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 25 Sep 2024 13:39 |
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