The abyssal origins of North Atlantic decadal predictability
The abyssal origins of North Atlantic decadal predictability
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北大西洋年代际可预测性的深渊起源
DOI：
10.1007/s00382-020-05382-4
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
4.6
通讯作者：
Yeager, Stephen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yeager, Stephen
描述了在特定模式框架内解释北大西洋次极地(SPNA)高度年代际可预报性的基本机制。重点是共同体地球系统模型(CESM)，它既运行在历史上的强迫海洋配置中，也运行在由前者初始化的完全耦合配置中。初始化的预报实验包括CESM十年期预报大型集合(CESM-DPLE)--一套由40名成员组成的回溯性后播，由Yeager等人记录。(公牛气象报99：1867-1886年。Https://doi.org/10.1175/bams-d-17-0098.1,2018年)。热量收支分析证实了平流性热量辐合在SPNA上层海洋热含量预测中的驱动作用。关键的海洋动力是地形耦合的倾覆/环流波动，其地理中心位于大西洋中部海脊(MAR)。海洋热量输送的长期预测技能可以与可预测的正压涡旋和西格玛坐标的AMOC环流有关，但深度坐标的AMOC除了在最深的层外，其可预测性要差得多。CESM-DPLE的海洋记忆(和环流预测技能)的基础是拉布拉多海水厚度，它通过内部路径向MAR传播，在那里积累并持续大量异常。深海厚度异常导致环流中可预测的年代际变化，包括海平面梯度和近地表气流的变化，这解释了SPNA上层海洋热含量的高度可预测性。
The fundamental mechanisms that explain high subpolar North Atlantic (SPNA) decadal predictability within a particular modeling framework are described. The focus is on the Community Earth System Model (CESM), run in both a historical forced-ocean configuration as well as in a fully coupled configuration initialized from the former. The initialized prediction experiments comprise the CESM Decadal Prediction Large Ensemble (CESM-DPLE)—a 40-member set of retrospective hindcasts documented in Yeager et al. (Bull Am Meteorol Soc 99:1867–1886. https://doi.org/10.1175/bams-d-17-0098.1, 2018). Heat budget analysis confirms the driving role of advective heat convergence in skillful prediction of SPNA upper ocean heat content out to decadal lead times. The key ocean dynamics are topographically-coupled overturning/gyre fluctuations that are geographically centered over the mid-Atlantic ridge (MAR). Long-lasting predictive skill for ocean heat transport can be related to predictable barotropic gyre and sigma-coordinate AMOC circulations, but depth-coordinate AMOC is far less predictable except in the deepest layers. The foundation of ocean memory (and circulation predictive skill) in CESM-DPLE is Labrador Sea Water thickness, which propagates predictably through interior pathways towards the MAR where large anomalies accumulate and persist. Abyssal thickness anomalies drive predictable decadal changes in the gyre circulation, including changes in sea level gradient and near surface flow, that account for the high predictability of SPNA upper ocean heat content.
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--
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