نوسانات چند سد دبستان آتلانتیک (AMO)

نوسانات چند روزه اقیانوس اطلس (AMO) به عنوان یک حالت منسجم از تغییرپذیری طبیعی که در اقیانوس اطلس شمالی با دوره تخمینی 60-80 سال رخ می دهد ، شناسایی شده است. این ماده بر اساس ناهنجاری های متوسط دمای سطح دریا (SST) در حوضه اقیانوس اطلس شمالی ، به طور معمول بیش از 0-80N است. برای حذف سیگنال تغییر آب و هوا از شاخص AMO ، کاربران به طور معمول داده های SST را در هر GridPoint از بین می برند یا دوران متوسط مکانی را از بین می برند. Trenberth و Shea (2006) توصیه می کنند که با کم کردن زمان جهانی ناهنجاری SST از زمان های متوسط ، این کار را انجام دهد. به راهنمایی های متخصص دکتر کوین ترنبرت برای دلیل منطقی برای رویکرد نابودی جهانی مراجعه کنید. راهنمایی متخصص دکتر رونگ ژانگ در مورد تأثیرات و مکانیسم های AMO بحث می کند.

نقاط قوت کلیدی

شاخص AMO مبتنی بر SST روشی ساده و مختصر برای توصیف تنوع آب و هوایی چند جانبه در اقیانوس اطلس شمالی ارائه می دهد

همراه با تأثیرات مهم آب و هوایی ، مانند تنوع چند جانبه فعالیت طوفان آتلانتیک ، آب و هوای تابستانی آمریکای شمالی و اروپا ، میانگین دمای نیمکره شمالی و ناهنجاری های یخ دریای قطب شمال

الگوی AMO در مجموعه داده های مختلف قوی است (یعنی Hadisst ، Ersst ، Kapan SST)

محدودیت های کلیدی

داده های SST ابزاری در مقایسه با بازه زمانی چند جانبه AMO کوتاه هستند

شاخص AMO مبتنی بر SST به طور مستقیم جنبه های AMO مربوط به تغییرات منسجم در شوری ، دمای زیرسطحی و شار گرمای آشفته اقیانوس را ضبط نمی کند

کمیت اهمیت نسبی گردش در مقیاس بزرگ اقیانوس (به ویژه AMOC) در مقابل تابش خارجی که مجبور به ایجاد AMO می شود چالش برانگیز است

دسترسی داده ها

جزئیات

استناد

داده های شاخص AMO ارائه شده توسط بخش تجزیه و تحلیل آب و هوا ، NCAR ، Boulder ، USA ، Trenberth و Shea (2006). به روز شده سالانه. دسترسی به ماه DD yyyy [تاریخ لیست که به داده ها دسترسی پیدا کرده اید].

یادداشت

جزئیات

استناد

داده های شاخص AMO ارائه شده توسط بخش تجزیه و تحلیل آب و هوا ، NCAR ، Boulder ، USA ، Trenberth و Shea (2006). به روز شده سالانه. دسترسی به ماه DD yyyy [تاریخ لیست که به داده ها دسترسی پیدا کرده اید].

یادداشت

راهنمایی کاربر متخصص

موارد زیر توسط دکتر رونگ ژانگ ، مارس 2016 کمک شده است:

نوسانات چند جانبه در مقیاس بزرگ در دمای سطح دریای اقیانوس اطلس (SST) ، به عنوان نوسانات چند جانبه اقیانوس اطلس (AMO) (کر ، 2000) برای تأکید بر شخصیت "چند جانبه" این پدیده اقیانوسی و متمایز کردن آن از آن نامیده می شود. تنوع بین سالانه مرتبط با نوسانات آتلانتیک شمالی (NAO) (Enfield و همکاران 2001). شاخص AMO به عنوان میانگین منطقه ای از ناهنجاری های SST آتلانتیک شمالی فیلتر شده کم عبور و مبهم تعریف شده است تا نشان دهنده تنوع فرکانس پایین اقیانوس اطلس در مقیاس های زمانی طولانی تر از یک دهه باشد (Enfield et al. ، 2001 ؛ Sutton and Hodson ، 2005 ؛ Knight et al2005 ؛ Ruiz-Barradas و همکاران ، 2013).

الگوی AMO (شکل 2A) با استفاده از ناهنجاری های SST دفع شده بر روی شاخص AMO (شکل 1) مشتق شده است (شکل 1) (Sutton and Hodson ، 2005 ؛ Knight et al. ، 2005 ؛ Ruiz-Barradas et al. ، 2013). مرحله AMO مثبت با ناهنجاری های SST مثبت در بیشتر اقیانوس اطلس شمالی ، با ناهنجاری های قوی تر در ناحیه زیر قطبی و ناهنجاری های ضعیف تر در مناطق استوایی مطابقت دارد (شکل 2A). مراحل گرم AMO در اواسط قرن بیستم و دهه های اخیر از سال 1995 رخ داده است و مراحل سرد در اوایل قرن بیستم و در طی سالهای 1964-1995 رخ داده است (شکل 1). الگوی AMO تک قطبی مرتبط با این تنوع چند مرحله ای باید از الگوی SST سه گانه ناشی از NAO در مقیاس زمانی بین سالانه (شکل 2B) متمایز شود ، و از این رو الگوی AMO نباید با استفاده از "غیرقانونی" به دست بیایدحوضه آتلانتیک شمالی به طور متوسط شاخص SST (شکل 2 را ببینید).

AMO دارای تأثیرات آب و هوایی منطقه ای و نیمکره قابل توجهی است ، مانند تعدیل تغییرات چند مرحله ای در بارندگی ایالات متحده و فرکانس خشکسالی (Enfield et al. ، 2001 ؛ McCabe et al. 2004) ، آب و هوای تابستانی در آمریکای شمالی و اروپا (ساتون و هودسون ، 2005 ، 2005 ، 2005 ، 2005 ، 2005 ، 20052007 ؛ Sutton and Dong ، 2012) ، فعالیت طوفان آتلانتیک و بارندگی تابستانی هند/ساحل (Folland et al. ، 1986 ؛ Goldenberg et al. 2001 ؛ Knight et al. ، 2006 ؛ Zhang and Delworth ، 2006 ؛ Latif et al. ،2007) ، میانگین دمای سطح نیمکره شمالی (ژانگ و همکاران 2007 ؛ سمنوف و همکاران ، 2010) و یخ دریای قطب شمال (Mahajan et al. 2011 ؛ Day et al. 2012 ؛ Miles et al. 2014 ؛ Zhang ، 2015 ؛یگر و همکاران 2015). ژانگ و دلورث (2007) دریافتند که AMO می تواند به الگوی نوسانات ده ساله اقیانوس آرام (PDO) و الگوی اقیانوس آرام/آمریکای شمالی (PNA) در مقیاس زمانی چند جانبه کمک کند ، و پیشنهاد کرد که یک تغییر رژیم اقیانوس آرام شمالی (روبروی 1976-77 تغییر) ممکن است چند سال پس از تغییر اواسط دهه 90 در AMO مشاهده شده رخ دهد. همچنین مشخص شده است که AMO تأثیر بسزایی در تغییرپذیری ده ساله اقیانوس آرام استوایی داشته است (کوچارسکی و همکاران 2015) و تغییرپذیری نوسان جنوبی El Niño (ENSO) را در فرکانس پایین تعدیل کرده اند (Dong and Sutton ، 2007 ؛ Kang et al. 2014). مطالعات مشاهده ای و مدل سازی نشان می دهد که تغییرات چند جانبه NAO جوی توسط AMO تعدیل می شود ، با مرحله مثبت AMO که باعث می شود مرحله NAO منفی زمستان تا چند سال باشد (Gastineau and Frankignoul ، 2012 ؛ Hodson et al. 2014). مطالعات مدل سازی اخیر نشان می دهد که پاسخ NAO در زمستان چند مرحله ای شبیه سازی شده به AMO می تواند با حل استراتوسفر و تقویت جفت استراتوسفر/تروپوسفر به طور قابل توجهی بهبود یابد (Omrani et al. ، 2014 ، 2016).

AMO اغلب تصور می شود که با تغییرپذیری گردش خون واژگون کننده نصف النهار آتلانتیک (AMOC) هدایت می شود (Kushnir ، 1994 ؛ Delworth and Mann ، 2000 ؛ Knight et al. ، 2005 ؛ Latif et al. ، 2006) ، اگرچه برخی پیشنهاد کرده انداینکه AMO عمدتاً با تغییر در تابش تابشی انسان شناسی هدایت می شود (مان و امانوئل ، 2006). رویکردهای مختلفی برای انتساب کمی AMO به یک قسمت تابشی انسانی و بخشی ناشی از تنوع طبیعی ارائه شده است (Trenberth and Shea ، 2006 ؛ Kravtsov and Spannagle ، 2008 ؛ Ting et al. 2009 ؛ Delsole et al. 2011 ؛وو و همکاران 2011). اخیراً پیشنهاد شده است که آئروسل های انسان شناسی با استفاده از شبیه سازی های مدل آب و هوا که شامل اثرات غیرمستقیم آئروسل است ، محرک اصلی AMO هستند (Booth et al. ، 2012). با این حال ، اختلافات اساسی بین شبیه سازی ها در غرفه و همکاران وجود دارد.(2012) و مشاهدات در محتوای گرمای فوقانی اقیانوس اطلس شمالی ، در الگوی مکانی تغییرات SST چند جانبه در داخل و خارج از اقیانوس اطلس شمالی و در شوری زیر قطبی زیر قطبی سطح دریای اقیانوس اطلس شمالی (SSS) ، به دلیل اثرات غیر مستقیم آئروسل بیش از حد تخمین زده می شود (ژانگ و همکاران 2013). علاوه بر این ، اثرات ذرات معلق در هوا نمی تواند ضد همبستگی مشاهده شده بین سطح چند مرحله ای دفع شده و تغییرات دمای زیرسطحی در اقیانوس اطلس شمالی گرمسیری را به خود اختصاص دهد. این اختلافات در این ادعا که ذرات معلق در هوا بخش عمده ای از AMO را هدایت می کند ، شک و تردید قابل توجهی ایجاد می کند. از طرف دیگر ، اثر انگشت های مستقل AMOC حاصل از دمای اقیانوس زیرسطحی مشاهده شده نشان می دهد که تغییرات AMOC گذشته با AMO مشاهده شده منسجم است (ژانگ ، 2007 ، 2008 ؛ وانگ و ژانگ ، 2013) ، و شواهد بیشتری به وجود می آورند که آمو مشاهده شده مرتبط استبه تغییرات AMOC و نه صرفاً یک مصنوعات قرن بیستم از تغییرات در اجبار تابشی.

تعریف مبتنی بر SST از شاخص AMO اغلب به درک ناقص AMO فقط از نظر ناهنجاری های SST آتلانتیک شمالی منجر می شود. در مقابل ، AMO در واقع تنوع فرکانس کم چند متغیره ای را که در اقیانوس اطلس مشاهده می شود ، منعکس می کند ، از جمله تغییرات همبسته در محتوای گرمای زیر قطبی آتلانتیک شمالی ، محتوای نمک ، و شارهای گرمای سطحی محور و همچنین تغییرات ضد همبستگی در آتلانتیک شمالی گرمسیری شمالیدمای زیرسطحی (ژانگ 2007 ، 2008 ؛ وانگ و همکاران 2010 ، رابرسون و همکاران 2012 ؛ ژانگ و همکاران 2013 ؛ گولف و همکاران 2013 ؛ وانگ و ژانگ ، 2013). مکانیسم های پیشنهادی برای AMO باید علاوه بر تغییرات SST آتلانتیک شمالی ، تنوع فرکانس چند متغیره منسجم را در اقیانوس اطلس مشاهده کنند. استفاده از معیارهای چند متغیره برای درک مکانیسم های ایجاد AMO بسیار مهم است. ##

راهنمایی توسعه دهنده متخصص

موارد زیر توسط دکتر کوین ترنبرت ، آگوست 2015 کمک شده است:

تأثیر فزاینده انسان بر آب و هوا ، عمدتاً از طریق تغییر در ترکیب جوی ، باعث گرم شدن کره زمین می شود. بنابراین بسیاری از متغیرها و شاخص های آب و هوا تحت تأثیر تغییرات آب و هوایی مرتبط قرار می گیرند و هرگونه تجزیه و تحلیل واریانس می تواند تحت تأثیر روندهای اخیر باشد. بنابراین مطلوب است که روند بررسی تنوع اساسی و الگوهای مرتبط را حذف کنید. یک رویکرد این است که یک روند خطی را به یک سری زمانی از یک شاخص متناسب کند ، اما این یک روش به طور جدی با نقص است زیرا (i) به طول سریال های زمانی بستگی دارد.(ب) این بدان معنی است که روند به طور نامحدود به آینده و گذشته ادامه می یابد. و (iii) در قسمت اولیه قرن بیستم چنین روندی وجود ندارد. در عوض ، یک رویکرد نسبتاً ساده استفاده از سری زمانی جهانی به عنوان یک شاخص اصلی مؤلفه غیر ثابت است و آن را از هر نقطه شبکه قبل از انجام تجزیه و تحلیل حذف می کند. این روش نشان داده شده است که با استفاده از نتایج مدل ، جایی که علت عدم ایست بودن شناخته شده است ، به طور مؤثر کار می کند. مثال خوب AMO است که بر اساس شاخصی از میانگین منطقه SST در شمال اقیانوس اطلس از 0 تا 60N است (به Trenberth and Shea (2006) مراجعه کنید). PDO همچنین از SST ها گرفته شده است که میانگین جهانی آن برداشته شده است ، و تعیین اولین روش تغییرپذیری برای 20-70N در شمال اقیانوس آرام (به Trenberth and Fasullo (2013) مراجعه کنید). ##

ارقام کلیدی

شاخص AMO مشاهده شده ، تعریف شده به عنوان 10 سال کمبود سالانه 10 ساله فیلتر سالانه به طور متوسط SST در حوضه آتلانتیک شمالی (0N-65N ، 80W-0E) ، با استفاده از مجموعه داده HadisST (Rayner و همکاران 2003) برای دوره 1870-2015.

(الف) الگوی AMO SST مشاهده شده ، ناشی از بازگرداندن میانگین ناهنجاری های سالانه آتلانتیک شمالی در شاخص AMO مشاهده شده (شکل 1) ، با استفاده از مجموعه داده HadisST (Rayner و همکاران 2013) برای دوره 1870-2015. رگرسیون با 1 انحراف استاندارد از شاخص AMO مشاهده شده مطابقت دارد.(ب) الگوی NAO SST مشاهده شده (معکوس) ، حاصل از میانگین ناهنجاری های سالانه آتلانتیک شمال آتلانتیک شمالی (مجموعه داده Hadisst) بر روی شاخص NAO مشاهده شده معکوس (شاخص DJFM NAO مبتنی بر ایستگاه Hurrell) برای دوره 1870-2015. رگرسیون با 1 انحراف استاندارد از شاخص NAO مشاهده شده معکوس مطابقت دارد.

نوسانات چند سد دسادهای آتلانتیک (AMO) 1870-2011 مشتق شده از Hadisst و با استفاده از تعریف Trenberth and Shea (2006).[راهنمای داده های آب و هوا ؛D. Shea]