Gravity waves in Jupiter’s stratosphere, as measured by the Galileo ASI experiment

Young et al. 2002, Gravity waves in Jupiter's stratosphere  Submitted to Icarus Dec 11, 2002 Gravity waves in Jupiter’s stratosphere, as measured by the Galileo ASI experiment Leslie A Young Southwest Research Institute,1050 Walnut St Suite 400, Boulder CO 80302 Roger V Yelle Lunar and Planetary Lab, University of Arizona, 1629 E Univ Blvd, Tucson AZ 85721 Richard Young, Alvin Seiff* NASA Ames Research Center, MS 245-3, Moffett Field CA, 94035 Donn B Kirk 37465 Riverside Dr, Pleasant Hill, OR 97455 * Deceased Submitted to Icarus December 10, 2002 40 manuscript pages, including 7 figures and 5 tables Young et al. 2002, Gravity waves in Jupiter's stratosphere  Running head: Gravity waves in Jupiter's stratosphere Direct editorial correspondence to: Leslie A. Young Southwest Research Institute 1050 Walnut St. Suite 400 Boulder CO 80302 email: layoung@boulder.swri.edu Phone: (303) 546­6057 FAX: (303) 546­9687 Submitted to Icarus Dec 11, 2002 Young et al. 2002, Gravity waves in Jupiter's stratosphere  Submitted to Icarus Dec 11, 2002 Abstract The   temperatures   in   Jupiter's   stratosphere,   as   measured   by   the   Galileo Atmosphere   Structure   Instrument   (ASI),   show   fluctuations   that   have   been interpreted as gravity waves. We present a detailed description of these fluctuations, showing that they are not likely to be due to either measurement error or isotropic turbulence. These fluctuations share features with gravity waves observed in the terrestrial   middle   atmosphere,   including   the   shape   and   amplitude   of   the   power spectrum of temperature with respect to vertical wavenumber. Under the gravity wave interpretation, we calculate ranges of energy deposition and heat fluxes, place limits   on   the   eddy   Prandtl   number,   and   compare   predicted   and   observed   eddy diffusion coefficients. We find that wave heating or cooling is likely to be important in Jupiter's upper stratosphere, that the Prandtl number lies between 1 and 4.4, and that diffusive filtering theory is a poor predictor of the eddy diffusion coefficient in Jupiter's atmosphere Keywords: ATMOSPHERES, DYNAMICS; JUPITER, ATMOSPHERE; Young et al. 2002, Gravity waves in Jupiter's stratosphere  Submitted to Icarus Dec 11, 2002 Introduction The Atmosphere Structure Instrument (ASI) on the Galileo probe measured densities and temperatures in Jupiter’s stratosphere that vary on scales ranging from 50 km to the limit of the resolution (2­4 km/point). Temperature variations on scales less than a scale height have also been seen in stellar occultations (e.g., French and Gierasch 1974) and radio occultations (Lindel et al. 1981). Interpretations of these small­scale temperature variations  include  turbulence  (Jokipii and Hubbard 1977), gravity waves (French and Gierasch   1974),   or   planetary­scale,   longer­lived   phenomena   (Allison   1990,   Friedson 1999)   The   characteristics   of   the   temperature   or   density   variations   are   the   key   to interpreting the data in terms of the underlying dynamics. The ASI data combines high vertical resolution with a large range of altitudes, permitting a more detailed examination of   the   statistics   of   Jupiter's   stratosphere   than   previously   possible   Stratospheric temperature and density fluctuations have also been reported in the middle atmospheres of Titan and the other giant planets (e.g., Cooray et al. 1998, Sicardy et al. 1985, Roques et al. 1994). The quantitative description of the thermal and density variations presented here   will   help   with   comparative   planetology,   by   establishing   whether   temperature variations  in  the outer  planets  exhibit  a “universal  power spectrum,”  as  temperatures appear to do in the Earth’s middle atmosphere (VanZandt 1982) We describe the ASI measurements and errors in Section 2. In Section 3, we present a statistical analysis of Jupiter’s stratosphere, with interpretation. The results are discussed in Section 4, and our conclusions are summarized in Section 5 Observations The   Galileo   probe   entered   Jupiter’s   atmosphere   at   a   latitude   of   6.5°   North   in December 1995. The temperatures presented here (Fig 1) are based on the deceleration of the probe measured by two axial accelerometers on the Atmosphere Structure Instrument Young et al. 2002, Gravity waves in Jupiter's stratosphere  Submitted to Icarus Dec 11, 2002 (ASI) during the probe entry phase, before parachute deployment (Sieff et al. 1992; Seiff et al. 1998, hereafter S98). The measurements made by the ASI are presented in detail in S98. We expand on S98 here by including  an analysis of the statistical  errors in the densities and temperatures at the smallest scales In   this   paper,   we   concentrate   on   Jupiter’s   atmosphere   between   the   troposphere (dominated by convection) and the thermosphere (dominated by conduction). This region is dominated by radiative processes, and corresponds to the stratosphere and mesosphere in the terrestrial atmosphere. Since Jupiter, unlike Earth, has no well­defined stratopause, this entire region is referred to as either the middle atmosphere or the stratosphere; the interface   between   this   region   and   the   thermosphere   is   usually   referred   to   as   the mesopause, again in analogy with terrestrial terminology. For the remainder of the paper, we will refer to this  radiative  region as  the stratosphere. By this definition,  Jupiter’s stratosphere, as measured by the ASI profile, extends from the tropopause at 28 km (280 mbar) to the mesopause at ~350 km (~0.001 mbar). The altitudes in this paper are defined relative to the 1 bar level, and are identical to those from S98 Insert Figure 1 (Temperatures derived by the Galileo ASI) The ASI used two accelerometers, denoted z 1 and z2. S98 determined that there was no   systematic   difference   between   the   temperature   profiles   measured   by   the   two accelerometers, and presented only the z1 data. Because this paper is concerned with the statistics of temperature and density fluctuations at the smallest scales, we analyze data from   both   accelerometers  Additionally,   eight   data   points   in   the   stratosphere   that appeared anomalous  were smoothed for the profile presented in S98. However, these points do not deviate statistically from the mean temperature profile; two of the smoothed points are d 2 T from the mean temperature, where T is the standard deviation of the observed temperatures, and the remaining six points are  0.5 s for     km   waves   and  P  >>   3.5   s   for   20   km   waves   Similarly,   because   the   probe’s horizontal velocity (vx) is much larger than its vertical velocity (vz), we conclude that the temperature and density fluctuations are highly stratified. The observed temperature and 10 Young et al. 2002, Gravity waves in Jupiter's stratosphere  Figure 1 27 Submitted to Icarus Dec 11, 2002 Young et al. 2002, Gravity waves in Jupiter's stratosphere    28 Submitted to Icarus Dec 11, 2002 Young et al. 2002, Gravity waves in Jupiter's stratosphere  Figure 2 29 Submitted to Icarus Dec 11, 2002 Young et al. 2002, Gravity waves in Jupiter's stratosphere  Figure 3 30 Submitted to Icarus Dec 11, 2002 Young et al. 2002, Gravity waves in Jupiter's stratosphere  31 Submitted to Icarus Dec 11, 2002 Young et al. 2002, Gravity waves in Jupiter's stratosphere  Figure 4 Figure 5 32 Submitted to Icarus Dec 11, 2002 Young et al. 2002, Gravity waves in Jupiter's stratosphere  Figure 6 33 Submitted to Icarus Dec 11, 2002 Young et al. 2002, Gravity waves in Jupiter's stratosphere  Figure 7 34 Submitted to Icarus Dec 11, 2002 Young et al. 2002, Gravity waves in Jupiter's stratosphere  Submitted to Icarus Dec 11, 2002 Table I: Accelerometer data for sensor z1 Time before  start of  descent  mode t (s) ­147.742 ­147.117 ­146.492 ­145.867 ­145.242 ­144.617 ­143.992 ­143.367 ­142.742 ­142.117 ­141.492 ­140.867 ­140.242 ­139.617 ­138.992 ­138.367 ­137.742 ­137.117 ­136.492 ­135.867 ­135.242 ­134.617 ­133.992 ­133.367 ­132.742 ­132.117 ­131.492 ­130.867 ­130.242 ­129.617 ­128.992 ­128.367 ­127.742 ­127.117 ­126.492 ­125.867 ­125.242 ­124.617 ­123.992 ­123.367 ­122.742 ­122.117 ­121.492 ­120.867 ­120.242 ­119.617 Vertical  velocity vz (km/s) Altitude   z (km) Density  (kg/m3) Pressure p (mb) Temper ­ature T (K) Molecular weight  Fractional  acceleration  resolution a 47.4605 47.4619 47.4632 47.4644 47.4655 47.4665 47.4675 47.4682 47.4688 47.4691 47.4691 47.4688 47.4681 47.4671 47.4656 47.4635 47.4606 47.4568 47.4522 47.4467 47.4402 47.4322 47.4221 47.4102 47.3961 47.3795 47.3605 47.3377 47.3111 47.2800 47.2436 47.2012 47.1517 47.0921 47.0238 46.9471 46.8571 46.7556 46.6363 46.4963 46.3380 46.1598 45.9620 45.7382 45.4845 45.1981 326.453 322.399 318.354 314.320 310.294 306.278 302.272 298.275 294.288 290.310 286.342 282.384 278.435 274.496 270.566 266.646 262.736 258.836 254.946 251.066 247.196 243.336 239.486 235.647 231.819 228.001 224.194 220.398 216.614 212.842 209.082 205.334 201.600 197.879 194.173 190.482 186.806 183.147 179.506 175.884 172.282 168.703 165.147 161.615 158.111 154.635 1311E­06 1487E­06 1717E­06 1901E­06 2115E­06 2362E­06 2816E­06 3780E­06 4318E­06 5409E­06 6679E­06 7803E­06 9250E­06 1040E­05 1211E­05 1501E­05 1805E­05 2103E­05 2424E­05 2733E­05 3184E­05 3821E­05 4650E­05 5239E­05 6200E­05 7092E­05 8153E­05 9765E­05 1113E­04 1315E­04 1515E­04 1772E­04 2078E­04 2505E­04 2792E­04 3176E­04 3778E­04 4193E­04 5087E­04 5852E­04 6606E­04 7473E­04 8334E­04 9614E­04 1096E­03 1252E­03 9387E­03 1069E­02 1218E­02 1386E­02 1572E­02 1778E­02 2014E­02 2320E­02 2688E­02 3132E­02 3687E­02 4345E­02 5124E­02 6013E­02 7024E­02 8250E­02 9742E­02 1150E­01 1353E­01 1583E­01 1846E­01 2157E­01 2535E­01 2971E­01 3477E­01 4062E­01 4729E­01 5517E­01 6426E­01 7484E­01 8710E­01 1013E+00 1178E+00 1377E+00 1603E+00 1856E+00 2153E+00 2487E+00 2879E+00 3338E+00 3856E+00 4440E+00 5088E+00 5821E+00 6654E+00 7597E+00 196.0 197.1 194.8 200.6 204.7 207.6 197.5 169.6 172.1 160.2 152.8 154.3 153.5 160.4 160.9 152.5 149.8 151.8 155.0 160.8 161.0 156.7 151.4* 157.5 155.8 159.1 161.1 156.9 160.4 158.1 159.8 158.8 157.5 152.7* 159.5 162.4 158.3 164.8* 157.3 158.5 162.2 165.1 169.6 168.2 168.7 168.7 2.275 2.279 2.282 2.285 2.289 2.292 2.295 2.297 2.298 2.299 2.301 2.302 2.303 2.305 2.305 2.306 2.306 2.307 2.307 2.308 2.308 2.308 2.308 2.308 2.308 2.308 2.308 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 1.1E­03 9.6E­04 8.4E­04 7.7E­04 7.1E­04 6.5E­04 5.7E­04 4.7E­04 4.2E­04 3.5E­04 2.9E­04 8.0E­03 6.8E­03 6.1E­03 5.3E­03 4.3E­03 3.6E­03 3.1E­03 2.7E­03 2.4E­03 2.1E­03 1.8E­03 1.5E­03 1.3E­03 1.1E­03 9.6E­04 8.4E­04 7.1E­04 6.2E­04 5.3E­04 1.5E­02 1.3E­02 1.1E­02 9.2E­03 8.3E­03 7.3E­03 6.2E­03 5.6E­03 4.6E­03 4.1E­03 3.6E­03 3.2E­03 2.9E­03 2.5E­03 2.3E­03 2.0E­03 35 Young et al. 2002, Gravity waves in Jupiter's stratosphere  ­118.992 44.8756 151.191 ­118.367 44.4997 147.782 ­117.742 44.0776 144.410 ­117.117 43.6069 141.080 ­116.492 43.0657 137.796 ­115.867 42.4523 134.562 ­115.242 41.7770 131.383 ­114.617 41.0220 128.264 ­113.992 40.1759 125.211 ­113.367 39.2315 122.231 ­112.742 38.1945 119.329 ­112.117 37.0629 116.513 ­111.492 35.8555 113.788 ­110.867 34.5926 111.158 ­110.242 33.2806 108.626 ­109.617 31.9193 106.195 ­108.992 30.5194 103.868 ­108.367 29.1193 101.646 ­107.742 27.7300  99.528 ­107.117 26.3602  97.511 ­106.492 25.0191  95.594 ­105.867 23.7100  93.774 ­105.242 22.4298  92.048 ­104.617 21.1923  90.413 ­103.992 20.0064  88.865 ­103.367 18.8715  87.401 ­102.742 17.7867  86.015 ­102.117 16.7547  84.705 ­101.492 15.7847  83.467 ­100.867 14.8593  82.294 ­100.242 13.9827  81.186  ­99.617 13.1548  80.137  ­98.992 12.3741  79.144  ­98.367 11.6409  78.204  ­97.742 10.9580  77.312  ­97.117 10.3178  76.467  ­96.492  9.7129  75.664 * Smoothed in S98 (see text) .1433E­03 1708E­03 1905E­03 2195E­03 2589E­03 2960E­03 3331E­03 3875E­03 4469E­03 5172E­03 5879E­03 6715E­03 7447E­03 8221E­03 9087E­03 1012E­02 1108E­02 1195E­02 1284E­02 1385E­02 1486E­02 1604E­02 1740E­02 1859E­02 1988E­02 2130E­02 2283E­02 2432E­02 2564E­02 2784E­02 2943E­02 3154E­02 3344E­02 3545E­02 3711E­02 3951E­02 4195E­02 8662E+00 9907E+00 1131E+01 1289E+01 1471E+01 1679E+01 1910E+01 2170E+01 2464E+01 2797E+01 3169E+01 3580E+01 4027E+01 4505E+01 5012E+01 5553E+01 6125E+01 6717E+01 7325E+01 7950E+01 8587E+01 9239E+01 9909E+01 1059E+02 1128E+02 1198E+02 1269E+02 1341E+02 1412E+02 1485E+02 1559E+02 1633E+02 1708E+02 1783E+02 1858E+02 1933E+02 2009E+02 36 Submitted to Icarus Dec 11, 2002 167.9 161.1* 165.0 163.1 157.8 157.6 159.3* 155.6 153.2 150.3 149.8 148.1* 150.3 152.3 153.3 152.5 153.7 156.2 158.5 159.5 160.6 160.1 158.3* 158.3 157.7 156.3 154.4 153.2 153.1* 148.2 147.2 143.9 141.9 139.8 139.1 136.0 133.1 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 1.8E­03 1.5E­03 1.4E­03 1.2E­03 1.1E­03 9.4E­04 8.6E­04 7.7E­04 6.8E­04 6.2E­04 5.7E­04 5.2E­04 4.9E­04 4.7E­04 4.6E­04 4.4E­04 4.3E­04 4.4E­04 4.4E­04 4.5E­04 4.6E­04 4.7E­04 4.8E­04 5.0E­04 5.3E­04 5.5E­04 5.8E­04 6.1E­04 6.5E­04 6.7E­04 7.2E­04 7.6E­04 8.1E­04 8.6E­04 9.3E­04 9.8E­04 1.0E­03 Young et al. 2002, Gravity waves in Jupiter's stratosphere  Time before  start of  descent  mode t (s) ­144.930 ­144.305 ­143.680 ­143.055 ­142.430 ­141.805 ­141.180 ­140.555 ­139.930 ­139.305 ­138.680 ­138.055 ­137.430 ­136.805 ­136.180 ­135.555 ­134.930 ­134.305 ­133.680 ­133.055 ­132.430 ­131.805 ­131.180 ­130.555 ­129.930 ­129.305 ­128.680 ­128.055 ­127.430 ­126.805 ­126.180 ­125.555 ­124.930 ­124.305 ­123.680 ­123.055 ­122.430 ­121.805 ­121.180 ­120.555 ­119.930 ­119.305 ­118.680 ­118.055 ­117.430 ­116.805 ­116.180 Submitted to Icarus Dec 11, 2002 Table II: Accelerometer data for sensor z2 Vertical  velocity vz (km/s) Altitude z (km) Density  (kg/m3) Pressure p (mb) Temper­ ature T (K) Molecular weight  Fractional  acceleration  resolution a 47.4660 47.4670 47.4679 47.4685 47.4690 47.4692 47.4690 47.4685 47.4677 47.4665 47.4647 47.4622 47.4589 47.4547 47.4497 47.4438 47.4366 47.4276 47.4167 47.4039 47.3887 47.3709 47.3497 47.3249 47.2961 47.2623 47.2231 47.1780 47.1234 47.0599 46.9895 46.9055 46.8091 46.6996 46.5692 46.4206 46.2539 46.0668 45.8582 45.6210 45.3508 45.0485 44.6959 44.2941 43.8497 43.3447 42.7651 308.285 304.274 300.273 296.280 292.298 288.325 284.362 280.408 276.464 272.530 268.605 264.690 260.785 256.890 253.005 249.129 245.264 241.410 237.565 233.731 229.908 226.096 222.295 218.505 214.727 210.960 207.206 203.465 199.738 196.024 192.325 188.641 184.974 181.323 177.692 174.080 170.489 166.921 163.376 159.858 156.367 152.907 149.479 146.088 142.737 139.429 136.170 2234E­06 2526E­06 3432E­06 3972E­06 4803E­06 6058E­06 7225E­06 8383E­06 9610E­06 1112E­05 1368E­05 1629E­05 1956E­05 2240E­05 2567E­05 2905E­05 3514E­05 4161E­05 4911E­05 5670E­05 6590E­05 7682E­05 9075E­05 1042E­04 1214E­04 1417E­04 1627E­04 1886E­04 2311E­04 2597E­04 2909E­04 3556E­04 3971E­04 4601E­04 5525E­04 6154E­04 6987E­04 7863E­04 8858E­04 1025E­03 1174E­03 1330E­03 1598E­03 1804E­03 2037E­03 2392E­03 2787E­03 1675E­02 1891E­02 2166E­02 2508E­02 2908E­02 3406E­02 4013E­02 4724E­02 5541E­02 6473E­02 7596E­02 8945E­02 1056E­01 1245E­01 1460E­01 1703E­01 1989E­01 2330E­01 2733E­01 3200E­01 3741E­01 4367E­01 5103E­01 5954E­01 6937E­01 8082E­01 9399E­01 1091E+00 1273E+00 1483E+00 1716E+00 1994E+00 2311E+00 2671E+00 3099E+00 3586E+00 4132E+00 4744E+00 5427E+00 6205E+00 7094E+00 8090E+00 9257E+00 1059E+01 1207E+01 1377E+01 1573E+01 206.6 206.6 174.4 174.6 167.4 155.6 153.8 156.1 159.8 161.5 154.1 152.3 149.9 154.2 157.9 162.8 157.2 155.5 154.5 156.8 157.6 157.9 156.2 158.8 158.8 158.4 160.5 160.7 153.0 158.7 163.9 155.8 161.7 161.3 155.8 161.9 164.3 167.6 170.2 168.1 167.9 169.0 160.9 163.2 164.7 160.0 156.8 2.290 2.293 2.296 2.297 2.299 2.300 2.301 2.303 2.304 2.305 2.305 2.306 2.306 2.307 2.307 2.308 2.308 2.308 2.308 2.308 2.308 2.308 2.308 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 6.8E­04 6.1E­04 5.0E­04 4.5E­04 3.8E­04 3.2E­04 2.7E­04 7.5E­03 6.6E­03 5.8E­03 4.8E­03 4.0E­03 3.4E­03 3.0E­03 2.6E­03 2.3E­03 1.9E­03 1.6E­03 1.4E­03 1.2E­03 1.0E­03 9.0E­04 7.7E­04 6.7E­04 5.8E­04 1.6E­02 1.4E­02 1.2E­02 9.9E­03 8.9E­03 8.0E­03 6.6E­03 5.9E­03 5.1E­03 4.3E­03 3.9E­03 3.4E­03 3.1E­03 2.7E­03 2.4E­03 2.1E­03 1.9E­03 1.6E­03 1.4E­03 1.3E­03 1.1E­03 9.9E­04 37 Young et al. 2002, Gravity waves in Jupiter's stratosphere  ­115.555 ­114.930 ­114.305 ­113.680 ­113.055 ­112.430 ­111.805 ­111.180 ­110.555 ­109.930 ­109.305 ­108.680 ­108.055 ­107.430 ­106.805 ­106.180 ­105.555 ­104.930 ­104.305 ­103.680 ­103.055 ­102.430 ­101.805 ­101.180 ­100.555  ­99.930  ­99.305  ­98.680  ­98.055  ­97.430  ­96.805  ­96.180  ­95.555 42.1183 41.4055 40.6130 39.7216 38.7333 37.6451 36.4716 35.2275 33.9362 32.6047 31.2263 29.8277 28.4333 27.0537 25.6982 24.3787 23.0822 21.8222 20.6130 19.4497 18.3324 17.2673 16.2695 15.3216 14.4246 13.5745 12.7688 12.0135 11.3106 10.6513 10.0282   9.4429   8.8987 132.963 129.814 126.727 123.709 120.767 117.907 115.135 112.457 109.876 107.395 105.016 102.741 100.570  98.502  96.535  94.665  92.891  91.210  89.617  88.110  86.685  85.338  84.063  82.858  81.718  80.638  79.617  78.650  77.734  76.865  76.039  75.255  74.510 3147E­03 3575E­03 4120E­03 4807E­03 5502E­03 6325E­03 7085E­03 7896E­03 8625E­03 9523E­03 1058E­02 1146E­02 1236E­02 1332E­02 1431E­02 1532E­02 1676E­02 1791E­02 1917E­02 2066E­02 2219E­02 2366E­02 2478E­02 2681E­02 2833E­02 3048E­02 3246E­02 3421E­02 3588E­02 3819E­02 4062E­02 4266E­02 4430E­02 1793E+01 2037E+01 2312E+01 2624E+01 2975E+01 3367E+01 3798E+01 4263E+01 4757E+01 5278E+01 5834E+01 6415E+01 7014E+01 7630E+01 8260E+01 8902E+01 9563E+01 1024E+02 1092E+02 1162E+02 1233E+02 1305E+02 1376E+02 1448E+02 1521E+02 1595E+02 1669E+02 1744E+02 1819E+02 1893E+02 1969E+02 2045E+02 2120E+02 38 Submitted to Icarus Dec 11, 2002 158.3 158.4 155.9 151.7 150.2 147.9 149.0 150.0 153.3 154.0 153.2 155.6 157.7 159.2 160.4 161.4 158.5 158.8 158.4 156.3 154.4 153.2 154.3 150.1 149.2 145.4 142.9 141.7 140.8 137.7 134.7 133.2 133.0 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 2.309 9.0E­04 8.2E­04 7.3E­04 6.5E­04 5.9E­04 5.4E­04 5.1E­04 4.8E­04 4.7E­04 4.5E­04 4.4E­04 4.4E­04 4.4E­04 4.5E­04 4.6E­04 4.7E­04 4.8E­04 5.0E­04 5.2E­04 5.4E­04 5.6E­04 5.9E­04 6.3E­04 6.6E­04 7.0E­04 7.4E­04 7.8E­04 8.4E­04 9.0E­04 9.5E­04 1.0E­03 1.1E­03 1.2E­03 Young et al. 2002, Gravity waves in Jupiter's stratosphere  Submitted to Icarus Dec 11, 2002 Table III: Measurements characteristics of the Galileo ASI profile used in this paper Altitude range, z (km) Pressure range, p (mbar) Time range, t (s from start of descent mode) Latitude, (°) West longitude, system III, (°) Number of data points per accelerometer Vertical resolution (for one accelerometer), km Vertical velocity, vz (km/s) Velocity, V (km/s) Angle of attack (°) 39 290 ­ 90 0.003­10.77 (–142)­(–104) 6.5 4° ­ 3° 60 3.9­1.6 6.4­2.5 47.5­20.9 7.7 ­ 6.9 Young et al. 2002, Gravity waves in Jupiter's stratosphere  Submitted to Icarus Dec 11, 2002 Table IV: Physical characteristics of the Galileo ASI profile used in this paper Mean gravitational acceleration, g (m s–2) 23.15 Mean temperature, T0 (K) 158.1 Mean scale height, H (km) 24.6 Adiabatic lapse rate,  (K km–1) 2.11 Brunt­Väisällä frequency, (s–1) 0.0174 Coriolis frequency, f (s–1) 4.010­5 RMS temperature, T (K) 5.0 Thermal gradients Mean gradient (K/km)  ­0.029±0.006 Variance (K2/km2) 0.98±0.01 Skewness (unitless) 0.42±0.25 Power spectra Amplitude a (unitless)  1/10 Critical wavelength L* (km) 30.3 Small wavelength exponent t Large wavelength exponent s 40 Young et al. 2002, Gravity waves in Jupiter's stratosphere  Submitted to Icarus Dec 11, 2002 Table V: Prominent wavetrains in Jupiter's stratosphere A B range in fit (km) 75­175 175­205 background temperature, b (K) 152.85±0.28 158.85±0.36 background gradient, d (K/km)  0.472±0.063 ­0.153±0.042 background 2nd derivative, q (K/km2) ­0.0048±0.0013 0 (fixed) wave amplitude at z0, a (K) ­10.54±0.97 3.87±0.40 altitude of wave phase=0, z0 (km) 108.60±0.31 190.67±0.17 vertical wavelength, Lz = 2/m (km) 67.93 ±3.38 10.37±0.21 damping parameter,  (1/km)  0.0223±0.0019  0.0018±0.0117 diffusion timescale  (s­1) 410­6 210­4 wavelengths in fitted range 1.5 2.9 suggested interpretation long­lived critically damped feature gravity wave 41 C 240­280 154.56±0.34 ­0.104±0.027 0 (fixed) 6.31±0.42 267.32±0.22 23.84±0.45 ­0.0178±0.0069 410­5 1.7 undamped gravity wave ... measurements through this range are summarized? ?in? ?Table III Insert Table 3  (ASI? ?characteristics of? ?the? ?region considered here) The? ?basic measurement during? ?the? ?ASI? ?entry phase is? ?the? ?deceleration of? ?the? ?probe The   error   in   the   measured. ..  region? ?as ? ?the? ?stratosphere.? ?By? ?this definition, ? ?Jupiter’s stratosphere,? ?as? ?measured? ?by? ?the? ?ASI? ?profile, extends from? ?the? ?tropopause at 28 km (280 mbar) to? ?the? ?mesopause at ~350 km (~0.001 mbar).? ?The? ?altitudes? ?in? ?this paper are defined... accelerometer individually, to avoid introducing artifacts arising from small differences in   the   altitude   or   temperature   scale   We   average   the   logs   of   the   independent   PSDs (Pfenninger 1999), increasing? ?the? ?SNR of? ?the? ?final PSD The   resulting   PSD