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Dynamical processes related to cyclone development near Greenland

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Abstract:

An unusual cyclone that moved over Greenland and caused blizzard conditions over eastern Greenland and northern Iceland on 20–21 September 2003 is investigated. Numerical simulations are conducted to assess the role of Greenland's orography for the development, as well as to evaluate the significance of other factors such as latent heating and sea surface temperature (SST). The simulations reveal that the cyclone evolution was crucially dependent on an interaction between the background flow and the orography of Greenland. When the orography is removed, a deep, well organized baroclinic low develops rapidly and moves eastward at 75°N. Conversely, in the control run, which is similar to the analyses, the evolution of the (primary) baroclinic low is greatly suppressed by the orographic retardation of the warm air ahead of and the cold air behind the low. Instead, a secondary low developing off Greenland's east coast at 68°N intensifies due to a coupling between an approaching upper level PV-anomaly and a lower level PV-anomaly generated from lee effects. This secondary low, absent in the run without orography, then moves eastward and causes the extreme weather conditions that were observed. Inversion of selected potential vorticity anomalies lends support to the above explanation. Further sensitivity experiments show that latent heating contributes about half of the deepening of the low, while SST amounts contribute much less.

German
Es wird ein außergewöhnliches Tiefdruckgebiet, das über Grönland zog und am 20. und 21. Oktober 2003 einen schweren Schneesturm über Ost-Grönland und Nord-Island verursachte, untersucht. Numerische Simulationen werden durchgeführt, sowohl um die Rolle des grönländischen Gebirges als auch die Bedeutung weiterer Faktoren wie die Freisetzung latenter Wärme und die Meeresoberflächentemperatur zu analysieren. Diese Simulationen zeigen, dass die Entwicklung des Tiefdruckgebiets entscheidend von der Wechselwirkung zwischen der großräumigen Strömung mit dem grönländischen Gebirge abhing. Entfernt man das Gebirge, entwickelt sich rasch ein starkes, wohl organisiertes baroklines Tiefdruckgebiet, welches entlang des 75. Breitengrads ostwärts zieht. Im Gegensatz dazu ist die Entwicklung des primären baroklinen Tiefdruckgebiets im Kontrolllauf, der den Analysen ähnelt, weitgehend durch das Zurückhalten der Warmluft vor und der Kaltluft hinter dem Tief durch das Gebirge unterdrückt. Stattdessen intensiviert sich ein sekundäres Tief, das sich vor der grönländischen Küste bei 68°N gebildet hat, auf Grund einer Kopplung zwischen einer herannahenden PV-Anomalie in den höheren Schichten mit einer durch den Lee-Effekt erzeugten PV-Anomalie in den unteren Schichten. Dieses sekundäre Tiefdruckgebiet, welches in dem Lauf ohne Gebirge fehlt, bewegt sich dann ostwärts und verursacht die beobachteten extremen Wetterbedingungen. Eine Inversion von ausgewählten PV-Anomalien stützt die obige Erklärung. Sensitivitätsstudien zeigen weiterhin, dass die Freisetzung latenter Wärme ungefähr die Hälfte zur Vertiefung des Tiefs beiträgt, während die Höhe der Meeresoberflächentemperatur sehr viel weniger beiträgt.

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1127/0941-2948/2006/0114

Publication date: April 1, 2006

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