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Modeling the Southern Hemisphere winter circulation using realistic zonal mean gravity wave information in the lower atmosphere

A mechanistic global circulation model is used to simulate the mesospheric and lower thermospheric circulation during austral winter. The model includes a gravity wave (GW) parameterization that is initiated by prescribed GW parameters in the troposphere. In standard configuration, these waves are described by a simple distribution with large amplitudes in the winter hemisphere and small ones in summer. Here we replace this distribution by a more realistic one, which is based on observations of potential GW energy using GPS radio occultations, but which is normalized to the same global mean amplitude. The model experiment shows that this new gravity wave distribution leads to weaker zonal winds in the mesosphere, a downward shift of the meridional poleward mesospheric wind jet, enhanced downwelling in the mid-to-high-latitude winter mesosphere and warming of the polar stratopause. / Ein globales mechanistisches Zirkulationsmodell wird verwendet um die Dynamik der Mesosphäre und unteren Thermosphäre im Südwinter zu simulieren. Das Modell beinhaltet eine Schwerewellenparametrisierung die durch eine vorgeschriebene Schwerewellenverteilung in der oberen Troposphäre angetrieben wird. In der Standardkonfiguration besteht diese aus einer einfachen zonal gemittelten Verteilung mit größeren Amplituden im Winter als im Sommer. Wir ersetzen diese Verteilung durch eine realistischere, die auf der beobachteten globalen Verteilung der potentiellen Energie von Schwerewellen basiert und auf die gleiche global gemittelte Amplitude normiert wird. Das Modellexperiment zeigt, dass die neue Schwerewellenverteilung zu schwächeren zonalen Winden in der Mesosphäre, einer Verschiebung des meridionalen Jets nach unten, verstärkten Abwinden in der Mesosphäre mittlerer und höherer Breiten im Winter, und einer Erwärmung der polaren Winterstratopause führt.

Identiferoai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:16703
Date03 November 2017
CreatorsJacobi, Christoph, Liilienthal, Friederike, Schmidt, T., de la Torre, A.
PublisherUniversität Leipzig
Source SetsHochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden
LanguageEnglish
Detected LanguageEnglish
Typeinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion, doc-type:article, info:eu-repo/semantics/article, doc-type:Text
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
Relationurn:nbn:de:bsz:15-qucosa-212126, qucosa:15005

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