Some numerical results on the quasi-two-day wave excitation and propagation in the unstable summer middle atmosphere

• Main Authors: Merzlyakov, E. G., Jacobi, Christoph
• Other Authors: Institute for Experimental Meteorology,
• Format: Article
• Language: English
• Published: Universitätsbibliothek Leipzig 2017
• Subjects: Atmosphäre; Wind; atmosphere; wind; ddc:551
• Online Access: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-217777; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-217777; http://www.qucosa.de/fileadmin/data/qucosa/documents/21777/Seite186-200.pdf

Mit Hilfe numerischer Simulationen wird gezeigt, dass manche Änderungen des klimatologischen Hintergrundwindfeldes zu instabilem mittleren Zonalwind in der mittleren Atmosphäre Sommerhemisphäre führen. Diese Instabilität treibt Oszillationen mit einer Periode um 2 Tage an, welche eine zonale Wellenzahl von s = 3 oder 4 aufweisen. Beobachtete Variationen des mittleren Windes stehen in Verbindung mit diesen numerisch gefundenen Schwingungen. Starke 2-Tage-Wellen wiederum sind instabil und können daher Wellen längerer Periodendauer und kleinerer Wellanzahl anregen. Dieser Effekt ist jedoch nur für sehr starke 2-Tage-Wellen signifikant. Effektiver ist ein Prozess, bei dem nichtlineare Wechselwirkung zwischen einer 10-14-Tage-Welle und der 2-Tage-Welle der zonalen Wellenzahl 4 eine neue quasi-2-Tage-Welle mit einer Periodendauer von 55-60 Stunden anregt. Diese Welle generiert sekundäre Wellen effektiver als die ursprüngliche 2-Tage-Wellen; die sekundären Wellen können beobachtet werden. === Basing on numerical calculations we have demonstrated that some changing of the climatological background atmosphere could lead to an unstable mean zonal wind distribution in the summer middle atmosphere. This instability forces oscillations propagating westward with a period of about 2 days and zonal wavenumbers s = 3 and/or 4. There are variations in the mean zonal wind distribution due to the excitation and transient propagation of these waves and numerical results correspond to features of these changes obtained in experimental studies. Strong 2-day waves in turn are unstable and can generate secondary waves with longer periods and lower zonal wavenumbers. This effect is significant only for very strong 2-day waves. It is shown that the 2-day wave with s=3 forced by non-linear interaction between 10-14 day planetary waves and the 2-day wave of zonal wave number 4 is unstable. This wave generates secondary waves of lower zonal wavenumbers more easily than the primary 2-day waves and these secondary waves may be observed.