Published December 7, 2011 | Version v1
Publication Open

Observation of a mesospheric front in a thermal-doppler duct over King George Island, Antarctica

Creators

  • 1. National Institute for Space Research
  • 2. Vale (Brazil)
  • 3. British Antarctic Survey
  • 4. Norwegian University of Science and Technology

Description

Abstract. A mesospheric front was observed with an all-sky airglow imager on the night of 9–10 July 2007 at Ferraz Station (62° S, 58° W), located on King George island on the Antarctic Peninsula. The observed wave propagated from southwest to northeast with a well defined wave front and a series of crests behind the main front. The wave parameters were obtained via a 2-D Fourier transform of the imager data providing a horizontal wavelength of 33 km, an observed period of 6 min, and a horizontal phase speed of 92 m s−1. Simultaneous mesospheric winds were measured with a medium frequency (MF) radar at Rothera Station (68° S, 68° W) and temperature profiles were obtained from the SABER instrument on the TIMED satellite. These wind and temperature profiles were used to estimate the propagation environment of the wave event. A wavelet technique was applied to the wind in the plane of wave propagation at the OH emission height spanning three days centered on the front event to define the dominant periodicities. Results revealed a dominance of near-inertial periods, and semi-diurnal and terdiurnal tides suggesting that the ducting structure enabling mesospheric front propagation occurred on large spatial scales. The observed tidal motions were used to reconstruct the winds employing a least-squares method, which were then compared to the observed ducting environment. Results suggest an important contribution of large-scale winds to the ducting structure, but with buoyancy frequency variations in the vertical also expected to be important. These results allow us to conclude that the wave front event was supported by a duct including contributions from both winds and temperature.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الخلاصة: لوحظت جبهة في الغلاف الجوي المتوسط مع تصوير توهج هوائي لجميع السماء في ليلة 9–10 يوليو 2007 في محطة فيراز (62درجة جنوبا، 58درجة غربا)، وتقع في جزيرة الملك جورج في شبه جزيرة أنتاركتيكا. انتشرت الموجة المرصودة من الجنوب الغربي إلى الشمال الشرقي مع جبهة موجة محددة جيدًا وسلسلة من القمم خلف الجبهة الرئيسية. تم الحصول على معلمات الموجة عبر تحويل فورييه ثنائي الأبعاد لبيانات التصوير التي توفر طولًا موجيًا أفقيًا يبلغ 33 كم، وفترة ملحوظة تبلغ 6 دقائق، وسرعة طور أفقية تبلغ 92 مترًا مربعًا -1. تم قياس رياح الغلاف الجوي المتوسط المتزامنة باستخدام رادار التردد المتوسط (MF) في محطة روثرا (68درجة جنوبًا، 68درجة غربًا) وتم الحصول على ملفات تعريف درجة الحرارة من أداة السيف على القمر الصناعي الموقوت. تم استخدام ملفات تعريف الرياح ودرجة الحرارة هذه لتقدير بيئة انتشار حدث الموجة. تم تطبيق تقنية الموجة الصغيرة على الرياح في مستوى انتشار الموجة عند ارتفاع انبعاث OH الذي يمتد لثلاثة أيام ويتمحور حول الحدث الأمامي لتحديد الدوريات السائدة. كشفت النتائج عن هيمنة الفترات القريبة من القصور الذاتي، والمد والجزر شبه اليومي والثالثي مما يشير إلى أن بنية القنوات التي تمكن من انتشار جبهة الغلاف الجوي المتوسط حدثت على نطاقات مكانية كبيرة. تم استخدام حركات المد والجزر المرصودة لإعادة بناء الرياح باستخدام طريقة المربعات الصغرى، والتي تمت مقارنتها بعد ذلك ببيئة مجاري الهواء المرصودة. تشير النتائج إلى مساهمة مهمة للرياح واسعة النطاق في بنية مجاري الهواء، ولكن مع وجود اختلافات في تردد الطفو في الجانب الرأسي من المتوقع أيضًا أن تكون مهمة. تسمح لنا هذه النتائج باستنتاج أن حدث واجهة الموجة كان مدعومًا بقناة بما في ذلك مساهمات من كل من الرياح ودرجة الحرارة.

Translated Description (French)

Résumé. Un front mésosphérique a été observé avec un imageur airglow tout ciel dans la nuit du 9 au 10 juillet 2007 à la station Ferraz (62° S, 58° O), située sur l'île King George sur la péninsule antarctique. La vague observée s'est propagée du sud-ouest au nord-est avec un front de vague bien défini et une série de crêtes derrière le front principal. Les paramètres d'onde ont été obtenus via une transformée de Fourier 2D des données de l'imageur fournissant une longueur d'onde horizontale de 33 km, une période observée de 6 min et une vitesse de phase horizontale de 92 m s−1. Les vents mésosphériques simultanés ont été mesurés avec un radar à moyenne fréquence (MF) à la station de Rothera (68° S, 68° O) et les profils de température ont été obtenus à partir de l'instrument SABRE sur le satellite CHRONOMÉTRÉ. Ces profils de vent et de température ont été utilisés pour estimer l'environnement de propagation de l'événement de vague. Une technique d'ondelettes a été appliquée au vent dans le plan de propagation des ondes à la hauteur d'émission OH s'étendant sur trois jours centrés sur l'événement avant pour définir les périodicités dominantes. Les résultats ont révélé une prédominance des périodes quasi-inertielles et des marées semi-diurnes et terdiurnes suggérant que la structure des conduits permettant la propagation du front mésosphérique s'est produite à de grandes échelles spatiales. Les mouvements de marée observés ont été utilisés pour reconstruire les vents en utilisant une méthode des moindres carrés, qui ont ensuite été comparés à l'environnement de canalisation observé. Les résultats suggèrent une contribution importante des vents à grande échelle à la structure de la gaine, mais avec des variations de la fréquence de flottabilité dans la verticale qui devraient également être importantes. Ces résultats nous permettent de conclure que l'événement de front d'onde a été soutenu par un conduit comprenant des contributions à la fois des vents et de la température.

Translated Description (Spanish)

Resumen. Se observó un frente mesosférico con un generador de imágenes de todo el cielo en la noche del 9 al 10 de julio de 2007 en la Estación Ferraz (62° S, 58° O), ubicada en la isla Rey Jorge en la Península Antártica. La ola observada se propagó de suroeste a noreste con un frente de olas bien definido y una serie de crestas detrás del frente principal. Los parámetros de onda se obtuvieron a través de una transformada de Fourier 2-D de los datos del generador de imágenes que proporciona una longitud de onda horizontal de 33 km, un periodo observado de 6 min y una velocidad de fase horizontal de 92 m s−1. Los vientos mesosféricos simultáneos se midieron con un radar de frecuencia media (MF) en la estación Rothera (68° S, 68° W) y los perfiles de temperatura se obtuvieron del instrumento SABER en el satélite CRONOMETRADO. Estos perfiles de viento y temperatura se utilizaron para estimar el entorno de propagación del evento de ola. Se aplicó una técnica de wavelet al viento en el plano de propagación de la ola a la altura de emisión de OH que abarca tres días centrados en el evento frontal para definir las periodicidades dominantes. Los resultados revelaron un predominio de períodos casi inerciales y mareas semidiurnas y terdiurnas, lo que sugiere que la estructura de conductos que permite la propagación frontal mesosférica se produjo a grandes escalas espaciales. Los movimientos de marea observados se utilizaron para reconstruir los vientos empleando un método de mínimos cuadrados, que luego se compararon con el entorno de conductos observado. Los resultados sugieren una contribución importante de los vientos a gran escala a la estructura de conductos, pero también se espera que las variaciones de frecuencia de flotabilidad en la vertical sean importantes. Estos resultados nos permiten concluir que el evento del frente de olas fue apoyado por un conducto que incluye contribuciones tanto de los vientos como de la temperatura.

Files

acp-11-12137-2011.pdf.pdf

Files (999.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:3ee98aece8e89ba34950253927509a87
999.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
ملاحظة جبهة في الغلاف الجوي المتوسط في قناة دوبلر حرارية فوق جزيرة الملك جورج، أنتاركتيكا
Translated title (French)
Observation d'un front mésosphérique dans un conduit thermodoppler au-dessus de l'île King George, en Antarctique
Translated title (Spanish)
Observación de un frente mesosférico en un conducto termo-doppler sobre la isla Rey Jorge, Antártida

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2157342739
DOI
10.5194/acp-11-12137-2011

Is supplement to
https://openalex.org/W3023237593 (Other)
https://openalex.org/W2998457616 (Other)
https://openalex.org/W2889519216 (Other)
https://openalex.org/W2379971673 (Other)
https://openalex.org/W2266864958 (Other)
https://openalex.org/W2079576775 (Other)
https://openalex.org/W2078521877 (Other)
https://openalex.org/W2061808545 (Other)
https://openalex.org/W1573697246 (Other)
https://openalex.org/W1486783722 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1965230004
  • https://openalex.org/W1975382429
  • https://openalex.org/W1977262897
  • https://openalex.org/W1986606276
  • https://openalex.org/W1990381445
  • https://openalex.org/W1990567534
  • https://openalex.org/W1996767958
  • https://openalex.org/W2004782588
  • https://openalex.org/W2025625466
  • https://openalex.org/W2031297628
  • https://openalex.org/W2034139177
  • https://openalex.org/W2035796177
  • https://openalex.org/W2040457166
  • https://openalex.org/W2041615154
  • https://openalex.org/W2042902827
  • https://openalex.org/W2063556354
  • https://openalex.org/W2073999490
  • https://openalex.org/W2079689145
  • https://openalex.org/W2087008237
  • https://openalex.org/W2087060724
  • https://openalex.org/W2090929050
  • https://openalex.org/W2097812217
  • https://openalex.org/W2100181439
  • https://openalex.org/W2100669035
  • https://openalex.org/W2101778181
  • https://openalex.org/W2103999896
  • https://openalex.org/W2104385106
  • https://openalex.org/W2110291820
  • https://openalex.org/W2115891775
  • https://openalex.org/W2125484402
  • https://openalex.org/W2128414672
  • https://openalex.org/W2131939588
  • https://openalex.org/W2140131972
  • https://openalex.org/W2140763280
  • https://openalex.org/W2147617147
  • https://openalex.org/W2170601857
  • https://openalex.org/W4239491663