NAH benzeri SST moduna atmosferik tepki

Sonbaharda NAH benzeri SST moduna atmosferik tepki bu bölümde incelenmiştir. Pozitif NAH benzeri SST indeksi için bileşik SST ve Z1000 anomalilerinin zamansal gelişimi, Şekil 4'ün sol panellerinde gösterilmektedir . Yapısal olarak, SST anomalileri gecikme 0'da zirve yapar ve gecikmenin artmasıyla yavaş yavaş azalır. Negatif gecikmelerde (yani, NAH benzeri SST moduna yol açan atmosfer), Z1000 anomalileri, Gulf Stream SST ön bölgesindeki soğuk anomalinin kuzeydoğusundaki negatif yükseklik anomalisi ve pozitif anomaliler ile güneybatı-kuzeydoğu tripolar paterni gösterir. kuzeydoğu ve güneybatı. Önceki çalışmalarda belirtildiği gibi ( 2004), negatif gecikmelerdeki bu tür Z1000 anomalileri, bazı uzak tropikal veya tropikal olmayan rahatsızlıklar tarafından tetiklenebilen SST alanının atmosferik zorlamasıyla tutarlıdır (örneğin, 2017 ).

(a) - (e) Negatif veya pozitif gecikmelerle sonbaharda normalize edilmiş NAH benzeri SST mod indeksinin pozitif fazı için Z1000 (kontur aralıkları 8 m) ve SST (0,05 K aralıklı gölgeleme) anomalilerinin bileşimleri Z1000 / SST anormalliklerinin sırasıyla NAT benzeri SST indeksinde önde gelen veya geride kaldığını belirtir. (f) - (j) (a) - (e) 'de olduğu gibi, ancak Z1000 (kontur aralığı 8 m) ve Z300 (16 m aralıklı gölgeleme) için. % 95 güven düzeyinde önemli olan değerler siyah noktalarla vurgulanmıştır. (C) 'deki siyah çerçeveli kutular, kuzey Avrupa'nın batı kıyısı açıkları (etiket N; 55 ° –70 ° K, 20 ° B – 10 ° D), Gulf Stream bölgesi ( G etiketi; 40 ° –55 ° K, 60 ° –30 ° ve Gulf Stream bölgesinin güneyinde (etiket S; 25 ° –35 ° K, 60 ° –30 ° B).

Pozitif gecikmelerde, Z1000 anomalileri SST indeksinin gerisinde kaldığında, Z1000, Grönland'ın doğusunda negatif anomaliler ve güneyindeki pozitif anomalilerle daha doğuda bulunan NAO modeline benzer bir dipolar yapıya dönüşür. +20 gün gecikmedeki jeopotansiyel yükseklik anomalilerinin büyüklüğünün, maksimum NAO değişkenliğinin (NAO zirve gününde jeopotansiyel yükseklik anormalliklerinin büyüklüğü) yaklaşık% 30'u olduğuna dikkat edin. Üst seviye jeopotansiyel yüksekliğin (Z300) tepkisi ayrıca karşılaştırma için Şekil 4'ün sağ panellerinde gösterilmektedir . Z300 tepkisi, büyük pozitif gecikmelerde Z1000'e benzer yapılar gösterir, bu da girdap aracılı süreçlerin bu tür yarı-barotropik atmosferik tepkinin üretilmesinde bir rol oynayabileceğini gösterir ( 2004 ,2007 , 2008 ,2016 ). NAH benzeri SST anomalilerine atmosferin yanıt verdiği ayrıntılı süreçler, gecikmeli kompozit analizler yapılarak ilerleyen bölümlerde analiz edilmektedir.

Yüzey ısı akısının ve düşük troposferik sıcaklığın tepkisi

Şekil 5 , okyanus yüzeyinin ısı bütçesindeki (yani duyulur ısı akışı, gizli ısı akışı, ışınım akışı) ve NAH benzeri SST endeksine göre SST eğilimindeki baskın bileşenlerin uzaysal modellerinin gecikmeli bileşiklerini göstermektedir. Yüzey türbülanslı ısı akısı anormallikleri, özellikle Şekil 1 ve 2'de gösterildiği gibi gizli ısı akısı . 5a – e , uzaysal kalıplarını negatif gecikmelerde SST anormalliklerine yol açmaktan pozitif gecikmelerdeki SST anomalilerini dağıtmaya değiştirin. SST anomalilerinin zirvesinden önce, hem yüzey duyarlı hem de gizli ısı akışları, sıcak SST anomalilerinin üzerinde aşağı doğru bir ısı akışı ile tripolar yapılar sergiler. Bu, atmosferik sirkülasyon anormalliklerinin yerel SST paterni üzerindeki ısınma etkisini gösterir ( Şekil 5k, l'de gösterilen pozitif SST eğilimi)). Bununla birlikte, SST anomalilerinin zirvesini takiben, yüzey ısı akışları, en büyük yukarı doğru ısı akısı sıcak SST anomalilerinin üzerinde, SST anomalilerini dağıtır ( Şekil 5n, o'da gösterilen negatif SST eğilimi ) ve böylece atmosfer. Uzun dalga bileşeninin baskın olduğu radyatif akı anomalileri ( Şekil 5f-j ), yüzey ısısı akılarınınkine benzer bir uzaysal model gösterir, ancak çok daha zayıf bir büyüklükle, atmosferi etkilemedeki küçük rolünü düşündürür. (1992). Esas olarak yüzey rüzgarı anomalisi tarafından indüklenen Ekman ısı aktarımı, her zaman SST anormalliğini harekete geçirir (bu nedenle sonuçlar gösterilmemiştir). Yukarıdaki sonuçlar, NAH benzeri SST anomalisinin alt troposferi esas olarak yüzey ısı akışı yoluyla etkilediğini göstermektedir.

Şekil 4'teki gibi

, ancak (a) - (e) duyarlı (4 W m ^−2'lik kontur aralıkları ) ve gizli (4 W m ⁻² aralıklı gölgeleme ) ısı akıları için, (f) - (j), uzun dalga ışıma akısı (4 W m aralığı ile kırma, ^-2 ), ve (k) - (0.01 K gün ara ile kırma, (o) SST eğilimi ^-1 ). İşaret, ısı ve ışıma akıları için aşağı yönde pozitif olarak tanımlanır.

Yüzey ısısı akısı anomalilerinin alt troposferik sıcaklığı nasıl etkilediği ve dolayısıyla baroklinisite Şekil 6'dadaha ayrıntılı incelenmiştir . Şekil 6'nın sol panelleri , troposferik 2-m sıcaklığın NAH benzeri SST indeksine karşı kompozit modelini göstermektedir. Yüzey ısı akışı değişimine ek olarak, yüzey hava sıcaklığındaki değişimler, sınır tabakasındaki atmosferik dinamik süreçlerden etkilenir.Şekil 1'degösterildiği gibi . 6a – e , 60 ° N'nin güneyindeki 2-m sıcaklık değişimleri genel olarak SST anomalilerininkilerle tutarlıdır ve yüzey ısı akısı yoluyla yüzey hava sıcaklığı anomalilerinin ayarlanmasını yansıtır. Negatif gecikmelerde, Şek. 6a ve 6b, yüzey hava sıcaklığı, Şekil 1ve 2'de atmosferden okyanusa pozitif yüzey ısısı akışı ile tutarlı olan sıcak SST anormalliklerinin üzerinde sıcak anormallikler gösterir . 5a ve 5b ve atmosferin SST anomalileri üzerinde ısınma etkisi olduğunu ifade eder. Bununla birlikte, pozitif gecikmelerde, Kuzey Atlantik üzerindeki 60 ° N'nin güneyindeki yüzey hava sıcaklığı, Şek. 5d ve 5e , SST anomalilerinin yüzey ısı akısı değişimi yoluyla üstteki atmosfer üzerindeki olası bir yönetim etkisini düşündürmektedir. Grönland'ın güneydoğusundaki pozitif gecikmelerdeki yüksek enlem soğuk yüzey hava sıcaklığı anomalileri, esas olarak kuzeydoğuya doğru bir soğuk hava önerisinden etkilenir (şekiller gösterilmemiştir).

Şekil 4'teki gibi, ancak (a) - (e) yüzey hava sıcaklığı (gölgeleme, 0.4 K aralıklı) ve (f) - (j) 850-hPa Hızlı büyüme hızı (gölgeleme, aralıklı 0.05 gün ^-1 ).

Şekil 6'nınsağ panellerindeki düşük troposferik baroklinisitenin tepkisi (yani 850-hPa Eady büyüme oranı) , yüzey hava sıcaklığı anormallikleriyle tutarlı bir model gösterir. SST anomalilerinin zirvesinden önce, baroklinisite üç kutuplu bir model gösterir. NAH benzeri SST modunun varyasyonunu takiben, baroklinisitedeki önemli değişiklik, subtropik ve Arktik'e göre düşük sıcaklık kontrastı, ancak iki bölge arasında gelişmiş bir kontrast ile doğuya doğru hareket eder. Tarafından önerilen (2016) ve (2016), bu tür düşük troposferik baroklinisite anomalileri, girdap oluşumunu veya girdap yayılmasını ve dalga kırılmasını açıkça etkileyebilir, bu da NAO ile ilgili üst troposferik atmosferik dolaşım anormalliklerine yol açabilir.

Atmosferik girdap faaliyetlerinin yanıtı

Önceki çalışmalarda önerildiği gibi (2017 ), yarı-barotropik atmosferik tepkinin oluşumu, iki olası girdap aracılı süreçle kolaylaştırılabilir: ortalamada sinoptik girdap geribildirimi ( 2009 , 2011 ) ve yüksek enlemlerde dalga kırılması ve bloke edilmesini içeren düşük frekanslı dinamikler ( 2008 , 2010 ). Bu bölümde, NAH benzeri SST anomalisi atmosfere öncülük ettiğinde hem sinoptik girdap faaliyetlerinin tepkileri hem de düşük frekanslı dalga kırma / bloke etme gecikmeli kompozit analizlerle incelenmiştir.

Sinoptik girdapların rolleri

Sinoptik girdap faaliyetlerinin NAH benzeri SST moduna tepkisi Şekil 7'de incelenmiştir .Şekil 1'de gösterildiği gibi . Şekil 7a ve 7b'de, alt troposferdeki kompozit sinoptik girdap ısı akışı +20 gün gecikmesinde önemli bir dipolar yapı gösterir, bu da SST anomalilerinin sinoptik girdaplar için üretim bölgesinin kutuplara doğru kaymasına neden olabileceği anlamına gelir. Genellikle fırtına izi faaliyetlerini gösteren 300 hPa'daki sinoptik girdap kinetik enerjisinin tepkisi, daha sonra Şek. 7c ve 7d. Sinoptik EKE, sinoptik girdap ısı akısı kayması ile tutarlı, ancak daha doğuya doğru hareket eden 10 ° B-40 ° D'de daha güçlü bir kutupsal yer değiştirme sergiler. Yanıt, SST 20 gün öncülük ettiğinde en güçlüdür. Yatay dalga yayılma özellikleri ve ilgili barotropik bölgesel rüzgar, Şekil 1 ve 2'de gösterilmiştir . 7e ve 7f . Sinoptik E vektörünün, sinoptik girdaplar tarafından etkili bir momentum akışı olarak yorumlanabileceği ve yatay sapmasının arka plan bölgesel akışını zorlayabileceği göz önüne alındığında , yatay E vektörlerini ve NAH benzeri SST'nin pozitif fazı için dikey ortalamalı bölgesel rüzgarı birleştiriyoruz. indeks. Bileşik rüzgar, jetin açık bir kutupsal kaymasını gösterir. Bu anlaşılabilir çünkü Evektör, bölgesel rüzgarın daha güçlü olduğu ve bölgesel rüzgarın zayıf olduğu yerlerde yakınsama, bu da bölgesel akışı zorlayan güçlü bir sinoptik girdap momentumuna işaret eden belirgin anormal sapma sergiler. Yukarıdaki analizler, NAH benzeri SST modunun pozitif fazına yanıt olarak, sinoptik girdap ısı akısının, girdap kinetik enerjisinin ve girdap momentumunun tüm kutuplara doğru kaymaya zorladığını ve bunun da barotropik bölgesel rüzgarın kutuplara doğru kaymasıyla sonuçlandığını ve dolayısıyla NAO anormalliklerinin olumlu bir aşamasını destekleyin.

Anormal 10 günlük yüksek frekanslı bileşikler (a), (b) 850 hPa'da girdap meridyen ısı akısı (1 ms ⁻¹ K aralıklarla gölgeleme ), (c), (d) 300 hPa'da girdap kinetik enerjisi ( 10 m ² s ⁻² aralıklı gölgelendirme ) ve (e), (f) 300 hPa'da geçici E vektör akıları (gri oklar,% 80 güven seviyesinde önemli akılar ile siyahla üst üste çizilmiştir; m ² s ^{- 2} ) ve 1000-100-hPa dikey 1 ms aralığı ile, bölgesel rüzgar (gölgeleme ortalama ^-1 atmosferik anomaliler lag zaman) sonbaharda normalize SST NaH gibi dizin için NaH benzeri (üst) 10 tarafından SST indeksi ( alt) 20 gün. % 95 güven düzeyinde önemli olan değerler siyah noktalarla vurgulanmıştır.

Yazının devamını okumak için tıklayınız