Atlantická multidecadální oscilace - Atlantic multidecadal oscillation

Nesmí být zaměňována se severoatlantickou oscilací nebo atlantickým meridionálním převracením oběhu .
Prostorový vzor atlantické multidecadální oscilace získaný jako regrese měsíčních anomálií teploty povrchu moře HadISST (1870-2013).
Atlantic Multidecadal Oscillation Index podle metodiky navržené van Oldenborgh et al. 1880-2018.
Atlantský multidecadální oscilační index vypočítaný jako lineárně znehodnocené anomálie povrchové teploty severního Atlantiku 1856-2013.

Atlantic Multidecadal Oscillation ( AMO ), také známý jako Atlantického Multidecadal variability ( AMV ), je Teoretický variabilita z mořské povrchové teploty (SST) na severním Atlantiku v časovém horizontu několika desetiletí.

I když existuje určitá podpora tohoto režimu v modelech a v historických pozorováních, existují spory ohledně jeho amplitudy a toho, zda má typický časový rámec a lze jej klasifikovat jako oscilaci. Diskutuje se také o připisování změny teploty povrchu moře přirozeným nebo antropogenním příčinám, zejména v tropických oblastech Atlantiku důležitých pro rozvoj hurikánů. Atlantická multidecadální oscilace je také spojena s posuny v hurikánové aktivitě, srážkových režimech a intenzitě a se změnami populací ryb.

Definice a historie

Důkazy o multidecadální klimatické oscilaci soustředěné v severním Atlantiku se začaly objevovat v roce 1980 v práci Follanda a jeho kolegů, viz obr. 2. dA Tato oscilace byla jediným zaměřením Schlesinger a Ramankutty v roce 1994, ale skutečný termín Atlantic Multidecadal Oscillation ( AMO) vytvořil Michael Mann v telefonickém rozhovoru s Richardem Kerrem z roku 2000, jak líčí Mann, str.30 v The Hockey Stick and the Climate Wars: Dispatches from the Front Lines (2012).

Signál AMO je obvykle definován ze vzorců variability SST v severním Atlantiku, jakmile byl odstraněn jakýkoli lineární trend. Tato detrending má z analýzy odstranit vliv globálního oteplování vyvolaného skleníkovými plyny . Pokud je však signál globálního oteplování v čase výrazně nelineární (tj. Nejde jen o plynulý lineární nárůst), variace vynuceného signálu proniknou do definice AMO. V důsledku toho mohou korelace s indexem AMO maskovat účinky globálního oteplování , jak uvádí Mann, Steinman a Miller, který také poskytuje podrobnější historii vývoje vědy.

AMO index

Bylo navrženo několik metod k odstranění globálního trendu a vlivu El Niño-Southern Oscillation (ENSO) na severoatlantický SST . Trenberth a Shea za předpokladu, že účinek globálních sil nad severním Atlantikem je podobný globálnímu oceánu, odečetli globální (60 ° severní šířky-60 ° jižní šířky) od severoatlantického standardu SST, aby se odvodil revidovaný index AMO.

Ting a kol. argumentujte však tím, že vynucený vzor SST není globálně jednotný; že oddělený nucené a vnitřně generované variability pomocí signálu k šumu maximalizující EOF analýzy.

Van Oldenborgh a kol. odvodil index AMO, protože SST zprůměruje mimo tropický severní Atlantik (aby se odstranil vliv ENSO, který je na tropické šířce větší) minus regrese na globální průměrnou teplotu.

Guan a Nigam odstranili nestacionární globální trend a přirozenou variabilitu Pacifiku před aplikací analýzy EOF na zbytkový severoatlantický SST.

Lineárně detrementovaný index naznačuje, že severoatlantická anomálie SST na konci dvacátého století je rovnoměrně rozdělena mezi externě vynucenou složku a interně generovanou variabilitu a že současný vrchol je podobný střednímu dvacátému století; Naproti tomu ostatní metodologie naznačují, že velká část severoatlantické anomálie na konci dvacátého století je vnějšku vynucena.

Frajka-Williams a kol. 2017 poukázal na to, že nedávné změny v ochlazování subpolárního gyru , teplých teplotách v subtropech a chladných anomáliích v tropech zvýšily prostorové rozložení meridiálního gradientu v teplotách povrchu moře, což není zachyceno indexem AMO.

Mechanismy

Viz také: Cirkulace převrácení Atlantského poledníku a obsah oceánského tepla

Na základě asi 150letého instrumentálního záznamu kvaziodiodicita asi 70 let, s několika výraznými teplejšími fázemi mezi cca. 1930–1965 a po roce 1995 a bylo zjištěno chladné období mezi lety 1900–1930 a 1965–1995. V modelech je variabilita podobná AMO spojena s malými změnami v severoatlantické větvi termohalinního oběhu . Historická oceánská pozorování však nepostačují k asociování odvozeného indexu AMO s anomáliemi současného oběhu. Modely a pozorování naznačují, že změny v atmosférické cirkulaci, které vyvolávají změny v oblacích, atmosférickém prachu a povrchovém tepelném toku, jsou z velké části zodpovědné za tropickou část AMO.

Atlantická multidecadální oscilace (AMO) je důležitá pro to, jak jsou externí síly spojeny se severoatlantickými SST.

Dopady klimatu na celém světě

AMO koreluje s teplotami vzduchu a srážkami na velké části severní polokoule, zejména v letním podnebí v Severní Americe a Evropě. Díky změnám atmosférické cirkulace může AMO také modulovat jarní sněžení nad masovou variabilitou Alp a ledovců. V severovýchodním brazilském a africkém Sahelu jsou ovlivněny srážky. Je také spojena se změnami četnosti severoamerických období sucha a odráží se ve frekvenci silné aktivity atlantických hurikánů .

Nedávný výzkum naznačuje, že AMO souvisí s minulým výskytem velkých such na americkém středozápadě a jihozápadě. Když je AMO v teplé fázi, bývají tato sucha častější nebo delší. Během pozitivního AMO mezi lety 1925 a 1965 došlo ke dvěma nejvážnějším suchům 20. století: The Dust Bowl of the 1930 and the 1950s such such . Florida a pacifický severozápad bývají opakem - teplé AMO, více srážek.

Klimatické modely naznačují, že teplá fáze AMO posiluje letní srážky nad Indií a Sahelem a severoatlantickou tropickou cyklónovou aktivitou. Paleoklimatologické studie potvrdily tento vzorec - zvýšené srážky v teplé fázi AMO, snížené v chladné fázi - pro Sahel za posledních 3000 let.

Vztah k atlantickým hurikánům

Viz také: Tropické cyklóny a změna klimatu
Aktivita severoatlantického tropického cyklónu podle Accumulated Cyclone Energy Index, 1950–2015. Pro globální ACE grafu navštívit tento odkaz archivovaných 11.2.2018 na Wayback Machine .

Studie z roku 2008 korelovala atlantický multidecadální režim (AMM) s daty HURDAT (1851–2007) a zaznamenala pozitivní lineární trend u menších hurikánů (kategorie 1 a 2), ale odstranila se, když autoři upravili svůj model pro podčetné bouře a uvedl „Pokud dojde ke zvýšení aktivity hurikánů spojené s globálním oteplováním vyvolaným skleníkovými plyny, je v současné době zakryto 60letým kvaziperiodickým cyklem.“ Při plném zvážení meteorologické vědy je počet tropických bouří, které mohou dozrát v silné hurikány, mnohem větší během teplých fází AMO než během chladných fází, nejméně dvakrát tolik; AMO se odráží ve frekvenci těžkých atlantických hurikánů. Na základě typického trvání negativních a pozitivních fází AMO se očekává, že současný teplý režim bude přetrvávat alespoň do roku 2015 a případně až do roku 2035. Enfield a kol. předpokládat vrchol kolem roku 2020.

Mann a Emanuel však v roce 2006 zjistili, že „antropogenní faktory jsou zodpovědné za dlouhodobé trendy v tropickém Atlantském teple a aktivitě tropických cyklonů“ a „Neexistuje žádná zjevná role AMO“.

V roce 2014 Mann, Steinman a Miller ukázali, že oteplování (a tedy jakýkoli vliv na hurikány) nezpůsobuje AMO, píše: „určité postupy používané v minulých studiích k odhadu vnitřní variability, a zejména interní multidekadální oscilace nazývaná„ Atlantická multidecadální oscilace “nebo„ AMO “nedokáží izolovat skutečnou vnitřní variabilitu, je -li to a priori známé. Takové postupy poskytují signál AMO s nafouknutou amplitudou a zkreslenou fází, přičemž některé z nedávných nárůstů průměrné teploty NH připisují AMO. Skutečný signál AMO se místo toho zdá být pravděpodobně v posledních desetiletích ve fázi ochlazování, což kompenzuje část antropogenního oteplování. "

Od roku 1995 bylo Accumulated Cyclone Energy považováno za „extrémně aktivní“ deset sezón hurikánů - 1995 , 1996 , 1998 , 1999 , 2003 , 2004 , 2005 , 2010 , 2017 a 2020 .

Periodicita a predikce posunů AMO

Existuje pouze asi 130–150 let dat založených na údajích z přístrojů, což je příliš málo vzorků pro konvenční statistické přístupy. Enfield a Cid – Serrano s pomocí vícestoletí proxy rekonstrukce použili delší období 424 let jako ilustraci přístupu popsaného ve svém článku s názvem „Pravděpodobnostní projekce klimatického rizika“. Jejich histogram nulových přechodových intervalů ze sady pěti znovu vzorkovaných a vyhlazených verzí Gray a kol. (2004) index spolu s odhadem maximální pravděpodobnosti rozdělení gama podle histogramu ukázaly, že největší frekvence intervalu režimu byla kolem 10–20 let. Kumulativní pravděpodobnost pro všechny intervaly 20 let nebo méně byla asi 70%.

V žádném deterministickém smyslu není prokázána předvídatelnost, kdy se AMO přepne. Počítačové modely, jako jsou ty, které předpovídají El Niňo , to zdaleka nedokáží. Enfield a kolegové vypočítali pravděpodobnost, že ke změně AMO dojde v daném budoucím časovém rámci, za předpokladu, že historická variabilita přetrvává. Pravděpodobnostní projekce tohoto druhu se mohou ukázat jako užitečné pro dlouhodobé plánování v aplikacích citlivých na klima, jako je vodní hospodářství.

Studie z roku 2017 předpovídá pokračující posun chlazení počínaje rokem 2014 a autoři poznamenávají: „..na rozdíl od posledního chladného období v Atlantiku není prostorový vzor teplotních anomálií hladiny moře v Atlantiku rovnoměrně chladný, ale naopak má anomálně chladné teploty v subpolární gyre , teplé teploty v subtropech a chladné anomálie v tropech . Tripolový vzorec anomálií zvýšil subpolární až subtropický meridionální gradient v SST, které nejsou reprezentovány hodnotou indexu AMO, ale které mohou vést ke zvýšení atmosférického baroklinicita a bouře “.

Ve studii Michaela Manna z roku 2021 se ukázalo, že periodicita AMO v posledním tisíciletí byla způsobena sopečnými erupcemi a jinými vnějšími silami, a proto neexistuje žádný přesvědčivý důkaz, že AMO je oscilace nebo cyklus. V modelech v časových měřítcích delších než El Niño Southern Oscillation také chybělo oscilační chování; AMV je k nerozeznání od červeného šumu , což je typická nulová hypotéza k testování, zda v modelu existují oscilace.

Reference

Další čtení

externí odkazy