Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Những thay đổi do con người gây ra trong lưu thông Walker và tác động của chúng đến cấu trúc sóng hành tinh ngoài nhiệt đới ở Bắc Bán cầu
Tóm tắt
Một sự thay đổi mạnh mẽ trong lưu thông nhiệt đới do sự ấm lên do con người gây ra trong các mô hình CMIP3 là việc suy yếu của lưu thông Walker. Sự suy yếu này ảnh hưởng đến sự phân kỳ trong tầng đối lưu trên, do đó làm thay đổi sự lan truyền của các sóng Rossby từ vùng nhiệt đới vào vùng ngoài nhiệt đới. Nó có thể được mô hình hóa bằng phương trình độ cuốn barotropic được lực hóa bằng nguồn sóng Rossby được tính toán từ sự phân kỳ trong tầng đối lưu trên. Sử dụng phương trình BVE như một công cụ chẩn đoán, nghiên cứu cho thấy rằng sự suy yếu của lưu thông Walker có tác động đáng kể đến cấu trúc sóng hành tinh ngoài nhiệt đới và phần lớn lý giải cho những thay đổi dự kiến trong gió meridional tầng đối lưu giữa trong các mô hình CMIP3. Phản ứng chi phối là một mô hình sóng số năm tương tự như mô hình dẫn sóng toàn cầu. Phân tích này ngụ ý rằng việc mô phỏng chính xác lưu thông Walker và phản ứng của nó đối với những thay đổi do con người là điều cần thiết cho việc mô phỏng chính xác sự thay đổi do con người trong cấu trúc sóng hành tinh ở vùng ngoài nhiệt đới. Cấu trúc và cường độ của lưu thông Walker trong các mô hình CMIP3 cho thấy những sai lệch đáng kể so với lưu thông Walker như đã chẩn đoán từ ERA-interim và tái phân tích NCEP/NCAR. Cải thiện mô phỏng lưu thông Walker là điều kiện tiên quyết để giảm bớt sự không chắc chắn trong sự thay đổi do con người dự kiến trong cấu trúc sóng hành tinh vùng ngoài nhiệt đới.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Brandefelt J, Körnich H (2008) Northern Hemisphere stationary waves in future climate projections. J Clim 21:6341–6353. doi:10.1175/2008JCLI2373.1
Branstator GW (2002) Circumglobal teleconnections, the jet stream waveguide, and the North Atlantic Oscillation. J Clim 15:1893–1910
Branstator GW, Selten FM (2009) Modes of variability and climate change. J Clim 22:2639–2658
Brunet G, Haynes PH (1996) Low-latitude reflection of Rossby wave trains. J Atmos Sci 53:482–496
Dee DP et al (2011) The ERA-interim reanalysis: configuration and performance of the data assimilation system. Q J R Meteorol Soc 137:553–597
Déqué M et al (2007) An intercomparison of regional climate simulations for Europe: assessing uncertainties in model projections. Clim Change 81:53–70. doi:10.1007/s10584-006-9228-x
Haarsma RJ, Opsteegh JD (1989) Nonlinear response to anomalous tropical forcing. J Atmos Sci 46:3240–3255
Haltiner GJ (1971) Numerical weather prediction. Wiley, London. ISBN:0-471-34580-6
Held IM, Kang I-S (1987) Barotropic models of the extra-tropical response to El Niño. J Atmos Sci 44:3576–3586
Held IM, Soden BJ (2006) Robust responses of the hydrological cycle to global warming. J Clim 19:5686–5699
Held IM, Lee Panetta R, Pierrehumbert RT (1985) Stationary external Rossby waves in vertical shear. J Atmos Sci 42:865–883
Held IM, Ting M, Wang H (2002) Northern winter stationary waves: theory and modeling. J Clim 15:2125–2144
Hoerling MP, Hurrell JW, Xu T (2001) Tropical origins for recent North Atlantic climate change. Science 292:90–92
Hoskins BJ, Ambrizzi T (1993) Rossby wave propagation on a realistic longitudinally varying flow. J Atmos Sci 50:1661–1671
Hoskins BJ, Karoly DJ (1981) The steady linear response of a spherical atmosphere to thermal and orographic forcing. J Atmos Sci 38:1179–1196
Joseph R, Ting T, Kushner PJ (2004) The global stationary wave response to climate change in a coupled GCM. J Clim 17:540–556
Källen E (1981) The nonlinear effects of orographic and momentum forcing in a low-order, barotropic model. J Atmos Sci 38:2150–2163
Kalnay E et al (1996) The NCEP/NCAR 40-year reanalysis project. Bull Am Meteorol Soc 77:437–471
Lu J, Vecchi GA, Reichler T (2007) Expansion of the Hadley cell under global warming. Geophys Res Lett 34:L06805. doi:10.1029/2006GL028443
Lu J, Deser C, Reichler T (2009) Cause of the widening of the tropical belt since 1958. Geophys Res Lett 36:L03803. doi:10.1029/2008GL036076
Meehl GA, Covey C, Taylor KE, Delworth T, Stouffer RJ, Latif M, McAvaney B, Mitchell JFB (2007) The WCRP CMIP3 multimodel dataset. Bull Am Meteorol Soc 88:1383–1394
Reichler TJ, Held IM (2005) Evidence for a widening of the Hadley cell. 17th AMS conference on climate. Variability and change. American Meteorological Society, Cambridge
Sardeshmukh PD, Hoskins BJ (1985) Vorticity balances in the tropics during the 1982–83 El Niño-Southern Oscillation event. Q J R Meteorol Soc 111:261–278
Seidel DJ, Fu Q, Randel WJ, Reichler TJ (2008) Widening of the tropical belt in a changing climate. Nat Geosci 1:21–24
Selten FM, Branstator GW, Dijkstra HA, Kliphuis M (2004) Tropical origin for recent and future Northern Hemisphere climate change. Geophys Res Lett 31:L21205. doi:10.1029/2004GL020739
Shin S-I, Sardeshmukh PD (2010) Influence of Tropical Ocean warming on remote climate trends. Clim Dyn. doi:10.1007/s00382-009-0732-3
Solomon S, Qin D, Manning M, Chen Z, Marquis M, Averyt KB, Tignor M, Miller HL (2007) Climate change 2007: the physical science basis. Cambridge University Press, Cambridge
Stephenson DB, Held IM (1993) GCM response of northern winter stationary waves and storm tracks to increasing amounts of carbon dioxide. J Clim 6:1859–1870
Sterl A, Severijns C, Dijkstra H, Hazeleger W, van Oldenborgh GJ, van den Broeke M, Burgers G, van den Hurk B, van Leeuwen PJ, van Velthoven P (2008) When can we expect extremely high surface temperatures? Geophys Res Lett 35:L14703. doi:10.1029/2008GL034071
Ting M, Wang H, Yu L (2001) Nonlinear stationary wave maintenance and seasonal cycle in the GFDL R30 GCM. J Atmos Sci 58:2331–2354
Uppala S et al (2005) The ERA-40 re-analysis. Q J R Meteorol Soc 131:2961–3012
van Oldenborgh GJ, Burgers G, Klein Tank A (2000) On the El-Niño teleconnection to spring precipitation in Europe. Int J Climatol 20:565–574
van Ulden AP, van Oldenborgh GJ (2006) Large-scale atmospheric circulation biases and changes in global climate model simulations and their importance for climate change in Central Europe. Atmos Chem Phys 6:863–881
Vecchi GA, Soden BJ (2007) Global warming and the weakening of the tropical circulation. J Clim 20:4316–4430
Vecchi GA, Soden BJ, Wittenberg AT, Held IM, Leetmaa A, Harrison MJ (2006) Weakening of tropical Pacific atmospheric circulation due to anthropogenic forcing. Nature 441:73–76
Verkley WTM (1987) Stationary barotropic modons in westerly background flows. J Atmos Sci 44:2383–2398
Walker CC, Magnusdottir G (2003) Nonlinear planetary wave reflection in an atmospheric GCM. J Atmos Sci 60:279–286
Webster PJ (1982) Seasonality in the local and remote atmospheric response to sea surface temperature anomalies. J Atmos Sci 39:41–52
Woollings T (2010) Dynamical influences on European climate: an uncertain future. Philos Trans R Soc A 368:3733–3756