Simulations of the circulation in the middle atmosphere during northern winter performed with a nonlinear, mechanistic, global circulation model show that the upper mesospheric jet is greatly overestimated and also the position with respect to latitude and height does not correspond to observations. Apart from that also the winter wind reversal in the mesopause region, evoked by breaking gravity waves (GWs), is located too low around 80km, but is observed to be usually around 100 km. These discrepancies are planned to be eliminated by modifying the distribution of GW amplitudes driving the GW parameterization. This distribution is currently based on potential GW energy data derived from GPS radio occultation measurements and has to be replaced by a distribution based on momentum flux estimates applying
midfrequency approximation. The results show a weaker mesospheric jet more realistically tilted towards lower latitudes with height. Also the meridional circulation extending from the summer to the winter pole decelerates and less GWs are propagating into the mesosphere. By additionally varying the GW amplitudes in magnitude and time, the wind reversal is shifted upwards and the mesospheric jet is slowed down. / Simulationen der Zirkulation der mittleren Atmosphäre während des nordhemisphärischen Winters unter Verwendung eines nicht-linearen mechanistischen globalen Zirkulationsmodells ergaben beim Vergleich mit Messungen, dass der simulierte, mesosphärische Jet stark überschätzt wird und dessen Position von den Beobachtungen abweicht. Die in der Mesopausenregion einsetzende Windumkehr,
hervorgerufen durch brechende Schwerewellen, befindet sich in etwa 80 km anstatt in 100 km. Diese Diskrepanzen sollen eliminiert werden. Hierfür wird die Verteilung der Schwerewellenamplituden, die die Schwerewellenparametrisierung innerhalb des Modells antreibt, am oberen Rand der Troposphäre modifiziert. Diese basiert derzeit auf global beobachteten, zonal gemittelten Daten der potentiellen Energie von Schwerewellen abgeleitet aus GPS Radiookkultationsmessungen und soll durch eine auf Impulsflüssen basierende Verteilung ersetzt werden. Das Modellexperiment zeigt, dass der mesosphärische Jet mit der Höhe in Richtung niedriger Breiten geneigt ist und abgebremst wird. Zudem schwächt die Meridionalzirkulation vom Sommer- zum Winterpol leicht ab und weniger Schwerewellen dringen bis in die Mesosphäre vor. Zusätzlich wird durch zeitliche und unterschiedlich starke Variation der Schwerewellenamplitude die Windumkehr verlagert und der mesosphärische Jet abgebremst.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:31793 |
| Date | 26 September 2018 |
| Creators | Samtleben, Nadja, Jacobi, Ch. |
| Publisher | Universität Leipzig |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/acceptedVersion, doc-type:article, info:eu-repo/semantics/article, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | urn:nbn:de:bsz:15-qucosa2-317623, qucosa:31762 |
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