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Observation of Mountain Waves and Secondary Gravity Waves in the Mesosphere Lower Thermosphere Above Patagonia

Reichert, Robert und Pautet, P.-Dominique und Kaifler, Bernd und Rhode, Sebastian und Ungermann, Jörn und Sato, Kaoru und Janches, Diego und Smith, Steven M. (2026) Observation of Mountain Waves and Secondary Gravity Waves in the Mesosphere Lower Thermosphere Above Patagonia. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 131 (6), e2025JD045172. Wiley. doi: 10.1029/2025JD045172. ISSN 2169-897X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
8MB

Offizielle URL: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2025JD045172

Kurzfassung

We find observational evidence for mountain waves (MWs) and secondary gravity waves (2GWs) in the OH*(3‐1) layer above Tierra del Fuego, Argentina. On the night of 21–22 May 2018, the Advanced Mesospheric Temperature Mapper (AMTM) obtained temperatures at ∼84 km. During the westerly phase of the semi‐diurnal tide, arc‐shaped quasi‐stationary structures in temperature maps indicated MWs with horizontal wavelengths of 20–40km. A co‐located temperature measurement from the COmpact Rayleigh Autonomous Lidar (CORAL) confirmed quasi‐stationary structures down to 15 km, also indicating MWs. Temperature profiles revealed a convectively unstable region within a MW phase front at 58–66 km—a sign of MW breaking, momentum deposition, local body forces, and generation of 2GWs. After a wind reversal in the mesosphere/lower thermosphere (MLT) observed by the Southern Argentina Agile Meteor Radar (SAAMER), a gravity wave propagated southeastward with an intrinsic phase speed >90m/s. Using 1‐D cross‐wavelet analysis, we derived spectral properties of this fast wave and performed ray‐tracing, using the Japanese Whole Atmosphere Reanalysis as background. The fast wave likely originated near 63 km above the Torres del Paine region, known for large‐amplitude MWs. We conclude that tropospheric forcing excites MWs over Tierra del Fuego (observed) and over the Torres del Paine massif (not observed) ∼500km northwest. The latter MWs likely generate 2GWs upon breaking in the lower mesosphere, observed over Tierra del Fuego after a turning‐level disappearance. A novel momentum‐flux (MF) retrieval, based on co‐located AMTM, CORAL, and SAAMER measurements, automatically identifies dominant wave features, incorporating measurement and OH*(3‐1) layer variability to infer realistic MF uncertainties.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/223573/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Observation of Mountain Waves and Secondary Gravity Waves in the Mesosphere Lower Thermosphere Above Patagonia
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Reichert, RobertDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-9670-9369209318372
Pautet, P.-DominiqueUtah State Univ., Logan, UT, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kaifler, BerndDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rhode, SebastianFZ Jülich, Jülich, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ungermann, JörnFZ Jülich, (IEK-7), Jülich, Germanyhttps://orcid.org/0000-0001-9095-8332NICHT SPEZIFIZIERT
Sato, KaoruUniversity of Tokyo, Tokyo, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Janches, DiegoNASA/GSFC, Washington, DC, USAhttps://orcid.org/0000-0001-8615-5166NICHT SPEZIFIZIERT
Smith, Steven M.Boston University, Boston, MA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:13 März 2026
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:131
DOI:10.1029/2025JD045172
Seitenbereich:e2025JD045172
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Randel, WilliamNCAR, Boulder, CO, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Wiley
ISSN:2169-897X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:middle atmosphere, gravity waves, lidar, airglow, radar, wavelet transform, raytracing
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
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Lidar
Hinterlegt von: Reichert, Robert
Hinterlegt am:23 Mär 2026 07:59
Letzte Änderung:23 Mär 2026 07:59

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