Published November 29, 2022 | Version v1
Publication Open

Sources of concentric gravity waves generated by a moving mesoscale convective system in southern Brazil

Creators

  • 1. National Institute for Space Research
  • 2. Universidade Federal de Campina Grande

Description

Abstract. The studies on the sources of three concentric gravity waves (CGWs) excited by a moving mesoscale convective system (MCS) on the night of 1–2 October 2019 are investigated. These CGWs were observed using a hydroxyl (OH) all-sky imager, whereas the MCS was observed by the Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES). Using 2D spectral analysis, we observed that the three CGWs have horizontal wavelength λH between ∼30–55 km, phase speed cH∼70–90 m s−1, and period τ∼7–12 min. Using backward ray tracing, we found that two of the CGWs were excited from convective cores within the MCS. We also found that the epicenters of the two waves were close to the tropopause positions of the ray-traced paths and nearby convective cores. Regarding the source, we verified that on this night the tropopause was ∼-80 ∘C, which was ∼10 ∘C colder than the days preceding and after the MCS and also colder than usually observed. Since the tropopause height and temperature are fundamental parameters underlying the analysis of the overshooting extent, we developed our own methodology to establish a reference tropopause that would enable a quantitative estimate of this parameter. Since the MCS (CGWs source) was moving, the overshooting convective cores were tracked in space and time. Using the tracking of the overshooting tops (OTs) in space and time with the aid of reverse ray tracing, we found that two out of the three CGWs were excited by the MCS, whereas the source of the remaining one was not directly associated with the MCS.

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

Translated Description (Arabic)

الملخص: يتم التحقيق في الدراسات التي أجريت على مصادر ثلاث موجات جاذبية متحدة المركز (CGWs) متحركة بواسطة نظام حمل حراري متوسط الحجم (MCS) في ليلة 1–2 أكتوبر 2019. لوحظت هذه CGWs باستخدام تصوير هيدروكسيل (OH) في جميع أنحاء السماء، في حين لوحظ MCS بواسطة القمر الصناعي البيئي التشغيلي الثابت بالنسبة للأرض (GOES). باستخدام التحليل الطيفي ثنائي الأبعاد، لاحظنا أن CGWs الثلاثة لها طول موجي أفقي λH بين 30–55 كم، وسرعة الطور cH 70–90 m s−1، والفترة τ 7–12 دقيقة. باستخدام تتبع الأشعة العكسية، وجدنا أن اثنين من CGWs كانا متحمسين من نوى الحمل الحراري داخل MCS. وجدنا أيضًا أن مراكز الموجتين كانت قريبة من مواضع الإياس للمسارات التي تتبعها الأشعة ونوى الحمل الحراري القريبة. فيما يتعلق بالمصدر، تحققنا من أن التروبوبوز في هذه الليلة كان من -80 درجةمئوية، والذي كان أكثر برودة بمقدار 10 درجات مئوية من الأيام السابقة وبعد MCS وأيضًا أكثر برودة مما لوحظ عادة. نظرًا لأن ارتفاع ودرجة حرارة tropopause هما من المعلمات الأساسية التي يقوم عليها تحليل مدى التجاوز، فقد طورنا منهجيتنا الخاصة لإنشاء tropopause مرجعي من شأنه أن يتيح تقديرًا كميًا لهذه المعلمة. نظرًا لأن MCS (مصدر CGWs) كان يتحرك، فقد تم تتبع النوى الحملية الزائدة في المكان والزمان. باستخدام تتبع قمم التجاوز (OTs) في المكان والزمان بمساعدة تتبع الأشعة العكسية، وجدنا أن اثنين من أصل ثلاثة CGWs كانوا متحمسين من قبل MCS، في حين أن مصدر الآخر لم يكن مرتبطًا مباشرة بـ MCS.

Translated Description (French)

Résumé. Les études sur les sources de trois ondes de gravité concentriques (CGW) excitées par un système convectif méso-échelle (MCS) en mouvement dans la nuit du 1er au 2 octobre 2019 sont étudiées. Ces CGW ont été observés à l'aide d'un imageur tout ciel hydroxyle (OH), tandis que le MCS a été observé par le satellite environnemental opérationnel géostationnaire (GOES). En utilisant l'analyse spectrale 2D, nous avons observé que les trois CGW ont une longueur d'onde horizontale λH comprise entre ∼30–55 km, une vitesse de phase cH∼70–90 m s−1 et une période τ∼7–12 min. En utilisant le tracé de rayons vers l'arrière, nous avons constaté que deux des CGW étaient excités à partir de noyaux convectifs dans le MCS. Nous avons également constaté que les épicentres des deux ondes étaient proches des positions de tropopause des chemins tracés par rayons et des noyaux convectifs voisins. En ce qui concerne la source, nous avons vérifié que cette nuit-là, la tropopause était ∼-80 ∘C, ce qui était ∼10 ∘C plus froid que les jours précédant et suivant le MCS et aussi plus froid que d'habitude observé. Étant donné que la hauteur et la température de la tropopause sont des paramètres fondamentaux qui sous-tendent l'analyse de l'étendue du dépassement, nous avons développé notre propre méthodologie pour établir une tropopause de référence qui permettrait une estimation quantitative de ce paramètre. Comme le MCS (source CGWS) se déplaçait, les noyaux convectifs de dépassement ont été suivis dans l'espace et dans le temps. En utilisant le suivi des sommets de dépassement (OT) dans l'espace et le temps à l'aide du tracé de rayons inversés, nous avons constaté que deux des trois CGW étaient excités par le MCS, alors que la source du reste n'était pas directement associée au MCS.

Translated Description (Spanish)

Resumen. Se investigan los estudios sobre las fuentes de tres ondas concéntricas de gravedad (CGW) excitadas por un sistema convectivo de mesoescala (MCS) en movimiento en la noche del 1 al 2 de octubre de 2019. Estos CGW se observaron utilizando un generador de imágenes de todo el cielo de hidroxilo (OH), mientras que el MCS fue observado por el Satélite Ambiental Operacional Geoestacionario (GOES). Usando análisis espectral 2D, observamos que las tres CGW tienen una longitud de onda horizontal λH entre ∼30–55 km, una velocidad de fase cH∼70–90 m s−1 y un período τ∼7–12 min. Usando el trazado de rayos hacia atrás, descubrimos que dos de las CGW se excitaban a partir de núcleos convectivos dentro del MCS. También descubrimos que los epicentros de las dos olas estaban cerca de las posiciones de la tropopausa de los caminos trazados por rayos y los núcleos convectivos cercanos. En cuanto a la fuente, verificamos que en esta noche la tropopausa fue de ∼-80 °C, que fue ∼10 °C más fría que los días anteriores y posteriores a la SQM y también más fría de lo habitual. Dado que la altura y la temperatura de la tropopausa son parámetros fundamentales que subyacen al análisis de la extensión del exceso, desarrollamos nuestra propia metodología para establecer una tropopausa de referencia que permitiera una estimación cuantitativa de este parámetro. Dado que el MCS (fuente de CGW) se estaba moviendo, los núcleos convectivos excedentes se rastrearon en el espacio y el tiempo. Usando el rastreo de los tops de rebasamiento (OT) en el espacio y el tiempo con la ayuda del trazado de rayos inversos, descubrimos que dos de los tres CGW estaban excitados por el MCS, mientras que la fuente del restante no estaba directamente asociada con el MCS.

Files

acp-22-15153-2022.pdf.pdf

Files (21.3 MB)

⚠️ 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
md5:8ad901e3341d1954b1b664547210bf24
21.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
مصادر موجات الجاذبية متحدة المركز الناتجة عن نظام الحمل الحراري المتحرك متوسط النطاق في جنوب البرازيل
Translated title (French)
Sources d'ondes de gravité concentriques générées par un système convectif méso-échelle en mouvement dans le sud du Brésil
Translated title (Spanish)
Fuentes de ondas concéntricas de gravedad generadas por un sistema convectivo mesoescalar en movimiento en el sur de Brasil

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4310289265
DOI
10.5194/acp-22-15153-2022

Is supplement to
https://openalex.org/W781864216 (Other)
https://openalex.org/W3182437953 (Other)
https://openalex.org/W3111200916 (Other)
https://openalex.org/W30801450 (Other)
https://openalex.org/W2110533242 (Other)
https://openalex.org/W2062887287 (Other)
https://openalex.org/W2055337644 (Other)
https://openalex.org/W1997004127 (Other)
https://openalex.org/W1620324343 (Other)
https://openalex.org/W1505164423 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1599686621
  • https://openalex.org/W1600961520
  • https://openalex.org/W1835636375
  • https://openalex.org/W1964355135
  • https://openalex.org/W1969740830
  • https://openalex.org/W1971385632
  • https://openalex.org/W1972958899
  • https://openalex.org/W1992608558
  • https://openalex.org/W1996840990
  • https://openalex.org/W1998268941
  • https://openalex.org/W2008735008
  • https://openalex.org/W2010238644
  • https://openalex.org/W2018669870
  • https://openalex.org/W2023109760
  • https://openalex.org/W2031382853
  • https://openalex.org/W2038320921
  • https://openalex.org/W2041216111
  • https://openalex.org/W2046852393
  • https://openalex.org/W2054985836
  • https://openalex.org/W2061113374
  • https://openalex.org/W2081294324
  • https://openalex.org/W2083150551
  • https://openalex.org/W2087868104
  • https://openalex.org/W2098133275
  • https://openalex.org/W2101607837
  • https://openalex.org/W2110533242
  • https://openalex.org/W2113070568
  • https://openalex.org/W2120623355
  • https://openalex.org/W2124715982
  • https://openalex.org/W2128414672
  • https://openalex.org/W2142699366
  • https://openalex.org/W2158993832
  • https://openalex.org/W2159008032
  • https://openalex.org/W2160415934
  • https://openalex.org/W2163228493
  • https://openalex.org/W2165324065
  • https://openalex.org/W2170601857
  • https://openalex.org/W2172415331
  • https://openalex.org/W2177509992
  • https://openalex.org/W2611772571
  • https://openalex.org/W2777718765
  • https://openalex.org/W2800303766
  • https://openalex.org/W2808032806
  • https://openalex.org/W2889146197
  • https://openalex.org/W2896587298
  • https://openalex.org/W2905194961
  • https://openalex.org/W3053550572
  • https://openalex.org/W3115741534
  • https://openalex.org/W3157473028
  • https://openalex.org/W4292117427