Characterization of Atmospheric Ekman Spirals at Dome C, Antarctica

• Published in: Boundary-Layer Meteorology
• Main Authors: Rysman, Jean-François, Lahellec, Alain, Vignon, Etienne, Genthon, Christophe, Verrier, Sébastien
• Other Authors: Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL), Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes 2016-2019 (UGA 2016-2019 )-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes 2016-2019 (UGA 2016-2019 ), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2016
• Subjects: Meteorological tower; Dome C; Ekman spiral; Atmospheric boundary layer; [SDU.STU.ME]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Meteorology; Antarc*; Antarctica
• Online Access: https://hal.sorbonne-universite.fr/hal-01306757; https://hal.sorbonne-universite.fr/hal-01306757/document; https://hal.sorbonne-universite.fr/hal-01306757/file/Rysman_2016_Characterization_of.pdf; https://doi.org/10.1007/s10546-016-0144-y

International audience We use wind speed and temperature measurements taken along a 45-m meteorological tower located at Dome C, Antarctica (75.06°S, 123.19)E) to highlight and characterize the Ekman spiral. Firstly, temperature records reveal that the atmospheric boundary layer at Dome C is stable during winter and summer nights (i.e., >85 % of the time). The wind vector, in both speed and direction, also shows a strong dependence with elevation. An Ekman model was then fitted to the measurements. Results show that the wind vector follows the Ekman spiral structure for more than 20 % of the year (2009). Most Ekman spirals have been detected during summer nights, that is, when the boundary layer is slightly stratified. During these episodes, the boundary-layer height ranged from 25 to 100 m, the eddy viscosity from 0.004 to 0.06 m 2 s −1 , and the Richardson number from zero to 1.6.