Kuzey Atlantik Salınımının Sonbahar Alt Mevsimsel Değişkenliğinde Ekstratropikal Hava-Deniz Etkileşiminin Rolü
Kış aylarında Kuzey Atlantik Salınımının (NAO) sezon altı değişkenliğindeki iç girdap-ortalama akış geri bildiriminin anlaşılmasında önemli ilerleme kaydedilmiştir.
Günlük atmosferik ve okyanusal yeniden analiz verilerini kullanan bu çalışma, günlük deniz yüzeyi sıcaklığı (SST) değişkenliğinin daha aktif olduğu ve girdap-ortalama akış etkileşimlerinin hala geçerli olduğu sonbahar mevsiminde NAO değişkenliğinde doğa dışı hava-deniz etkileşiminin rolünü vurgulamaktadır.
Analizimiz, Körfez Akıntısı'nda soğuk bir anomali ve Körfez Akıntısı'nın güneyinde ve kuzey Avrupa'nın batı kıyılarında iki sıcak anomali ile işaretlenen, Kuzey Atlantik Okyanusu'ndaki at nalı benzeri bir SST tripolar modelinin, neredeyse bir girdap aracılı süreçler yoluyla barotropik NAO benzeri atmosferik yanıt.
Kuzey Atlantik'teki ilk güneybatı-kuzeydoğu üç kutuplu jeopotansiyel anomalisi, bu at nalı benzeri SST anomali üçlüsünü zorlar. Daha sonra, yüzey ısı akışı değişimi yoluyla SST anomalileri, alt troposferik sıcaklığın uzamsal modellerini ve dolayısıyla baroklinisite anomalilerini değiştirir, bu da orta enlem baroklinisitesinin kutba doğru kayması ve baroklinliği 70 ° N'ye düşürmesiyle ortaya çıkar. Alt düzey baroklinisitenin bu tür değişikliklerine yanıt olarak, anormal sinoptik girdap oluşumu, girdap kinetik enerjisi ve orta enlemlerdeki girdap momentum zorlaması, tümü kutuplara doğru kayar. Bu arada, yüksek enlemlerde 10-30 günlük düşük frekanslı antisiklonik dalga aktiviteleri önemli ölçüde azalır.
Giriş
Kuzey Atlantik Okyanusu'ndaki mevsim altı atmosferik değişkenliğin baskın modu olan Kuzey Atlantik Salınımı (NAO), Arktik ve Atlantik subtropikleri arasındaki deniz seviyesi basıncının (SLP) salınımını tanımlar . NAO anormalliklerinin varyasyonuna genellikle Kuzey Atlantik boyunca ve ayrıca Avrupa ve Doğu Amerika'da fırtınalılık, rüzgar hızları, yüzey hava sıcaklığı ve yağıştaki değişiklikler eşlik eder . Gözlemsel çalışmalar, NAO'nun kalıcılığının esas olarak sinoptik girdap zorlaması ve ortalama akış anomalileri arasındaki doğrusal olmayan pozitif geri bildirimle sağlandığını ileri sürmüştür ve NAO'nun faz geçişi genellikle dalga kırma süreçleriyle ilişkilendirilir
Dahili girdap-ortalama akış geribildirimi ve dalga kırma süreçlerinin yanı sıra, tropikal olmayan hava-deniz etkileşimleri de NAO'nun sezon altı değişkenliğinde rol oynayabilir . Önceki birçok çalışma, Kuzey Atlantik'teki tropikal olmayan hava-deniz etkileşimlerinin atmosferik sürüş etkisinin hakim olduğunu ileri sürmüştü Ekman ısı transferi ve yüzey türbülanslı ısı akışları yoluyla pozitif NAO anomalileri, önemli tripolar deniz yüzeyi sıcaklığı (SST) anomali modelini tetikleyebilir subpolar ve subtropikal Kuzey Atlantik'te bölgesel olarak yönlendirilmiş soğuk anomaliler ve orta enlemlerde sıcak anomaliler ile işaretlenmiştir. Bununla birlikte, temelde yatan SST anomalilerinin, özellikle sezon altı zaman ölçeğinde, Kuzey Atlantik'teki atmosferik değişkenliği nasıl etkilediği belirsizliğini koruyor. Yukarı okyanusun iyi karışmış katmanının büyük ısı kapasitesi nedeniyle, okyanusal bir termal sinyal aylarca sürebilir ve bu da üstteki atmosferin kalıcı bir termal zorlamasına izin verir (örneğin, Kuzey Atlantik SST anormalliklerinin NAO üzerindeki etkisi.
Modelleme çalışmaları, okyanusal frontal bölgelerdeki kuvvetli meridyen gradyanlı SST anomalisinin, girdaplı jet ve dairesel mod değişkenliğini etkileyebileceğini ileri sürmüştür ya yüzey enerji akıları ve Ekman akımları veya girdap aracılı süreçler aracılığıyla. Bununla birlikte, sayısal çalışmalar, muhtemelen farklı deney tasarımları, ilk atmosferik koşullar, arka plan durumları ve hatta farklı girdap-ortalama akış etkileşimleri nedeniyle belirli SST anormalliklerine çeşitli atmosferik yanıtlar göstermektedir . Mevcut gözlemsel yüksek frekanslı verilerin uzunluğundan muzdarip olan SST'nin üstteki atmosfer üzerindeki etkisi gözlemsel kanıtlardan yoksundur. Haftalık atmosferik ve okyanus yeniden analiz verilerini kullanarak, (2004) ilk olarak, Gulf Stream bölgesindeki SST anormalliklerinin sezon altı zaman ölçeğinde kış NAO benzeri atmosferik tepkiyi heyecanlandırmada önemli bir rol oynayabileceğini tartışmışlardır. (2016) ayrıca günlük ortalama yeniden analiz verilerini kullandı ve sonuçlarını , Gulf Stream SST cephesinden gelen anormal sıcak havanın kutuplara ve yukarıya doğru ilerlemesinin kış NAO anormalliklerini oluşturmada anahtar süreçler olduğunu göstererek destekledi .
Tropikal olmayan hava-deniz etkileşimleri üzerine yapılan bu gözlemsel ve modelleme çalışmalarının çoğu, esas olarak SST değişkenliği üzerindeki atmosferin etkisinin en güçlü olduğu ve orta enlem girdap-ortalama akış etkileşimlerinin en güçlü olduğu kış mevsimine odaklanmıştır. Yılın geri kalanında hava-deniz etkileşiminin örüntüsü hakkında daha az şey bilinmektedir. Özellikle geçiş mevsiminde (örneğin sonbahar), günlük SST değişkenliği kışın olduğundan daha aktiftir .
Bu arada, atmosferik iç değişkenlik azalır, ancak girdap-ortalama akış etkileşimleri hala geçerlidir . Tarafından önerilen , SST'nin sonbahardaki bilgisi büyük olasılıkla genişletilmiş menzilli tahminlere yardımcı olacaktır. Bu nedenle, sonbaharda Kuzey Atlantik üzerindeki günlük SST değişiminin üstteki atmosferik dolaşımı nasıl etkilediğine dair fiziksel süreçleri incelemek, NAO değişkenliğini anlamak ve genişletilmiş aralıklı iklim tahmini becerisini geliştirmek için büyük önem taşımaktadır.
Günlük atmosferik ve okyanusal yeniden analiz verilerini kullanan bu çalışma, sonbahar boyunca NAO'nun mevsim altı değişkenliğinde tropikal hava-deniz etkileşiminin rolünü vurgulamaktadır. Belirli bir at nalı benzeri SST modelinin girdap aracılı süreçler yoluyla önemli bir NAO benzeri atmosferik tepkiye yol açabileceğini gösteriyoruz. Bu yazının yapısı aşağıdaki gibidir. Bölüm 2 , veri kümesinin ve teşhis yönteminin bir açıklamasıdır. İklimsel SST değişkenliği ve girdap istatistiklerinin özellikleri 3. bölümde incelenmiştir . Sonbahar boyunca sezon altı zaman ölçeğinde gözlemlenen SST-NAO etkileşimleri 4. bölümde incelenmiştir . Sonbahar boyunca günlük SST anomalilerinin NAO'yu etkilediği ayrıntılı süreçler aşağıda açıklanmıştır.Bölüm 5 . Sonuçların bir özeti ve tartışması 6. bölümde sunulmaktadır .