Five-day planetary waves as seen by the Odin satellite and the ground-based Kiruna millimeter wave radiometer in January–March 2005

Abstract

The signature of five-day planetary waves in ozone and temperature data from the advanced sub-millimeter radiometer aboard the Odin satellite is examined. The period January-March 2005 and heights from 24-56 km are used. We find highest wave amplitudes in both temperature and ozone in the winter hemisphere at 60 • N-70 • N. The relative phases between ozone and temperature perturbations show the expected antiphase behaviour in the photochemistrydominated region at about 40 km altitude. We compare the global planetary wave properties from Odin with five-day perturbations in ozone measured by the millimeter wave radiometer in Kiruna (KIMRA, 67 • 50 N, 20 • 24 E). In the early part of the comparison interval (January-February) at 40 km, we find good correlation between the two in terms of both phase and amplitude of the perturbations. In the latter part of the comparison interval (March) where mean ozone levels are higher, the amplitudes of the ozone five-day perturbations over Kiruna are much higher than the wave amplitudes found using Odin. We conclude that five-day variations in ozone due to planetary waves can be detected by KIMRA in some circumstances, but that other sources of variability dominate at other heights and times.Résumé : Nous étudions la signature d'ondes planétaires de 5 jours sur les données d'ozone et de température enregistrées par le radiomètre sous-millimétrique (SMR) embarqué à bord du satellite Odin. Nous utilisons la période entre janvier et mars 2005 à des altitudes de 24 à 56 km. Nous trouvons les ondes de plus grande amplitude pour la température et l'ozone dans l'hémisphère d'hiver entre 60 • N et 70 • N. Les phases relatives entre les perturbations d'ozone et de température montrent l'opposition de phase attendue dans la région dominée par la photochimie autour de 40 d'altitude. Nous comparons les propriétés ondulatoires planétaires obtenues des données de Odin avec les perturbations d'ozone telles que mesurées sur 5 jours par le radiomètre millimétrique Kiruna (KIMRA, 67 • 50 N, 20 • 24 E. Dans la première partie de la comparaison (janvier-février) à 40 km, nous trouvons une excellente corrélation entre les deux pour la phase et l'amplitude des perturbations. Dans la dernière partie de la comparaison (mars), lorsque les niveaux moyens d'ozone sont plus élevés, les amplitudes des perturbations sur 5 jours de l'ozone sont beaucoup plus grandes à Kiruna que celles observées par Odin. Nous en concluons que les variations d'ozone sur 5 jours dues aux ondes planétaires peuvent être détectées par KIMRA en certaines circonstances, mais que d'autres sources de variation dominent à d'autres altitudes et d'autres temps.[Traduit par la Rédaction]

The 10-day planetary wave examined by Odin/OSIRIS ozone profiles during late March 2002: comparison with UKMO and MF radar data

“…The ozone quasi-biennial oscillation signal is the strongest in middle and high latitudes in the winter-spring season in both hemispheres as found by analysing the ozone data from the Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS), SBUV, and Dobson stations (Yang and Tung 1995). The signature of 5-day planetary waves was examined in the winter hemisphere at 60 N-70 N using ozone and temperature data from the advanced Sub-Millimetre Radiometer (SMR) aboard the Odin satellite over the period January-March 2005 and at heights from 24 to 56 km (Belova et al 2008). The fluctuations in the amplitude of total ozone planetary wave show persistent long-range power-law correlations for the time scales from about 4 days to about 3 months by daily TOMS observations since 1979 (Varotsos 2005, Varotsos andKirk-Davidoff 2006).…”