Long-Term Variability of Volume and Heat Transport in the Nordic Seas: A Model Study     

Sarah Lundrigan 《大气与海洋》2013,51(2):156-168

This article presents results from a model study of interannual and decadal variability in the Nordic Seas. Fifty years of simulations were conducted in an initial condition ensemble mode forced with the National Centers for Environmental Prediction (NCEP) reanalysis. We studied two major events in the interannual and interdecadal variability of the Nordic Seas during the past fifty years: the Great Salinity Anomaly in the 1960s and early 1970s and the warming of the Arctic and subarctic oceans in the late 1990s.

Previous studies demonstrated that the Great Salinity Anomaly observed in the subarctic ocean in 1960 was originally generated by intensified sea-ice and freshwater inflow from the Arctic Ocean. Our model results demonstrate that the increase in the transport of fresh and cold waters through Fram Strait in the 1960s was concurrent with a reduction in the meridional water exchange over the Greenland–Scotland Ridge. The resulting imbalance in salinity and heat fluxes through the strait and over the ridge also contributed to the freshening of the water masses of the Nordic Seas and intensified the Great Salinity Anomaly in the Nordic Seas.

The warming of the Atlantic Waters in the Nordic Seas and Arctic Ocean during the past two decades had an important impact on the variability of these two ocean basins. Some previous observational and model studies demonstrated that the warming of the subpolar Atlantic Ocean in the late 1990s and the meridional transport of the Atlantic Water mass (AW) into the Nordic Seas and Arctic Ocean contributed to this process. At the same time, observations show that the warming of the AW in the Nordic Seas started in the 1980s (i.e., earlier than the warming of the subpolar North Atlantic Ocean). Our model results suggest that this process was triggered by an imbalance in the lateral heat fluxes through Fram Strait and over the Greenland–Scotland Ridge. In the late 1980s the AW transport over the Greenland–Scotland Ridge was stronger than normal while the exchange through Fram Strait was close to normal. The related imbalance in the lateral heat fluxes through the strait and over the ridge warmed the Nordic Seas and caused an increase in the temperature of the AW inflow to the Arctic Ocean in the late 1980s (i.e., about a decade earlier than the warming of the source of the AW in the subpolar North Atlantic Ocean). Thus the model results suggest that the imbalance in lateral heat and salinity fluxes through the strait and over the ridge connecting the Nordic Seas to the North Atlantic and Arctic oceans could amplify the interannual variability in the subarctic ocean.

[Traduit par la rédaction] Cet article présente les résultats d'une étude par modèle de la variabilité interannuelle et décennale dans les mers nordiques. Nous avons effectué des simulations sur une période de cinquante ans en mode d'ensemble de conditions initiales forcé avec les réanalyses des NCEP (National Centers for Environmental Prediction). Nous avons étudié deux événements majeurs survenus dans la variabilité interannuelle et décennale des mers nordiques au cours des cinquante dernières années : la grande anomalie de salinité des années 1960 et du début des années 1970 et le réchauffement des océans Arctique et subarctique vers la fin des années 1990.

Des études précédentes ont démontrées que la grande anomalie de salinité observée dans l'océan subarctique en 1960 a été causée par une intensification de l'apport de glace de mer et d'eau douce depuis l'océan Arctique. Les résultats que nous avons obtenus du modèle montrent que l'accroissement du transport d'eau douce et froide à travers le détroit de Fram dans les années 1960 s'est produit en même temps qu'une réduction dans l’échange méridien d'eau au-dessus de la crête Groenland–Écosse. Le déséquilibre résultant dans les flux de salinité et de chaleur à travers le détroit et au-dessus de la crête a aussi contribué à l'adoucissement des masses d'eau des mers nordiques et a intensifié la grande anomalie de salinité dans les mers nordiques.

Le réchauffement des eaux atlantiques dans les mers nordiques et dans l'océan Arctique au cours des deux dernières décennies a eu un impact important sur la variabilité de ces deux bassins océaniques. Des études observationnelles et par modèle précédentes ont établi que le réchauffement de l'océan Atlantique subpolaire dans les années 1990 et le transport méridien de la masse d'eau atlantique dans les mers nordiques et dans l'océan Arctique ont contribué à ce processus. En même temps, les observations montrent que le réchauffement des eaux atlantiques dans les mers nordiques a commencé dans les années 1980 (c.–à–d. plus tôt que le réchauffement de l'océan Nord-Atlantique subpolaire). Les résultats du modèle suggèrent que ce processus a été déclenché par un déséquilibre dans les flux de chaleur latéraux à travers le détroit de Fram et au-dessus de la crête Groenland–Écosse. À la fin des années 1980, le transport des eaux atlantiques au-dessus de la crête Groenland–Écosse était plus fort que la normale alors que l’échange à travers le détroit de Fram était près de la normale. Le déséquilibre résultant dans les flux de chaleur latéraux à travers le détroit et au-dessus de la crête a réchauffé les mers nordiques et causé une augmentation de la température des eaux atlantiques parvenant à l'océan Arctique à la fin des années 1980 (c.-à-d. environ une décennie avant le réchauffement de la source d'eaux atlantiques dans l'océan Nord-Atlantique subpolaire). Donc, les résultats du modèle suggèrent que le déséquilibre dans les flux de chaleur et de salinité latéraux à travers le détroit et au-dessus de la crête reliant les mers nordiques à l'Atlantique Nord et à l'Arctique pourrait amplifier la variabilité interannuelle dans l'océan subarctique.  相似文献   

Linking past flood frequencies in Norway to regional atmospheric circulation anomalies     

Eivind N. Støren  Erik W. Kolstad  Øyvind Paasche 《第四纪科学杂志》2012,27(1):71-80

Analysis of two continuous, high‐resolution palaeo‐flood records from southern Norway reveals that the frequency of extreme flood events has changed significantly during the Holocene. During the early and middle Holocene, flood frequency was low; by contrast, it was high over the last 2300 years when the mean flood frequency was about 2.5–3.0 per century. The present regional discharge regime is dominated by spring/summer snowmelt, and our results indicate that the changing flood frequency cannot be explained by local conditions associated with the respective catchments of the two lakes, but rather long‐term variations of solid winter precipitation and related snowmelt. Applying available instrumental winter precipitation data and associated sea‐level pressure re‐analysis data as a modern analogue, we document that atmospheric circulation anomalies, significantly different from the North Atlantic Oscillation (NAO), have some potential in explaining the variability of the two different palaeo‐flood records. Centennial‐scale patterns in shifting flood frequency might be indicative of shifts in atmospheric circulation and shed light on palaeo‐pressure variations in the North Atlantic region, in areas not influenced by the NAO. Major shifts are found at about 2300, 1200 and 200 years ago (cal. a BP). Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

Radar observations of prevailing winds and waves in the Southern Hemisphere mesosphere and lower thermosphere     

A. Phillips  R. A. Vincent 《Pure and Applied Geophysics》1989,130(2-3):303-318

HF radar stations (utilizing the spaced-antenna partial-reflection technique) located at Adelaide (35°S, 138°E) and Mawson Station (67°S, 63°E) have observed horizontal mesospheric winds continuously since mid-1984. Observations in the period 1984–87 are compared with the Northern Hemisphere [latitude conjugate] stations of Kyoto (35°N, 136°E) and Poker Flat (65°N, 147°W), and with satellite-derived circulation models. Particular reference is made to the equinoctial changeovers in zonal flow and to the temporal and altitude variations in the planetary wave activity at Mawson and Adelaide.  相似文献   

Body force circulations in a compressible atmosphere: Key concepts     

Timothy J. Dunkerton 《Pure and Applied Geophysics》1989,130(2-3):243-262

The body force circulation problem of Eliassen is extended to spherical geometry and a quasi-compressible atmosphere using the zonally symmetric tidal theory. The concept of body force circulation is generalized to include the effects of mechanical friction and Newtonian cooling. This viewpoint is conceptually advantageous when the circulation is driven by body forces against radiative relaxation. The resulting linear theory is qualitatively useful in middle atmosphere applications, including the equatorial momentum source for which an analytic solution has not been given previously. Further generalizations of the theory are possible by including dynamical and photochemical feedback effects.  相似文献   

北半球平流层月平均环流的若干基本事实   总被引：2，自引：4，他引：2  

瞿章  郑光  吕世华  邱海龙  林俊峰 《高原气象》1988,(2)

本文用北半球平流层20年月平均的高度资料分析了北半球平流层30、50和100hPa各层平均高度的时、空分布、年变程、月变程以及平均环流的演变特征。分析指出北半球平流层大气环流由冬到夏表现为:由极地涡旋完全转变为极地高压,高层(30 hPa在4月中完成)比低层(100hPa在6月完成)早一个月以上;由夏到冬反之,由极地高压完全转变成极地涡旋,高层(50hPa在8月中完成)比低层(100hPa在10月完成)也提前一个月以上。把这些基本事实与对流层的环流年变相结合,将有助于长期天气预报。  相似文献   

江淮流域汛期降水时空分布特征及其环流背景初步分析          下载免费PDF全文

李永康 《水科学进展》1993,4(4):268-273

应用对应分析等方法分析了江淮流域汛期(5月～9月)降水的时空分布特征,在此基础上按降水旬际变化特征将论域初划为4个区域,最后讨论了各降水区降水异常的500hPa低阶流场背景.  相似文献   

多层递推平稳模型     

汤兆焘  李法然  杨育强  黄玲琳  孙建明 《气象》1994,20(11):40-43

通过对小概率事件历史样本作多层递推迭代，逐次改变引入样本数求取权函数，建立一种平稳统计模式。模式信息容量大，收敛快，克服了常规统计模式的局限性，在灾害性天气客观预报模型应用中取得了明显效果。  相似文献   

Numerical　Modelling　of　the　Effects　of　Ozone　on　the　Summer　Atmospheric　Circulation     

Wang Qianqian  Wang Yinhui  Song Yu  Qian Yongfu 《大气科学进展》1994,11(2):201-211

ＮｕｍｅｒｉｃａｌＭｏｄｅｌｌｉｎｇｏｆｔｈｅＥｆｆｅｃｔｓｏｆＯｚｏｎｅｏｎｔｈｅＳｕｍｍｅｒＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＣｉｒｃｕｌａｔｉｏｎＷａｎｇＱｉａｎｑｉａｎ（王谦谦）；ＷａｎｇＹｉｎｈｕｉ（汪迎辉）；ＳｏｎｇＹｕ（宋煜）（Ｎａｍｉｎｇｉｎｓｔ...  相似文献   

MODULATION OF ATMOSPHERIC THERMAL AND MECHANICAL FORCINGS AND NUMERICAL MODELING OF MEAN MERIDIONAL CIRCULATION          下载免费PDF全文

Wu Guoxiong  Cai Yaping 《Acta Meteorologica Sinica》1993,7(4):412-422

Upon investigating the relative locations of internal and external forcing and the resultant mean meridional circulation,it was found that thermal forcing and mechanical forcing for the formation of atmospheric mean meridional circulation are modulated by a certain ratio.This ratio is determined by the inherent baroclinity,static stability and absolute vorticity of the atmosphere.By employing a parameterization scheme for radiative heating and condensation heating,together with the analysisdata of the European Center for Medium-range Weather Forecasts,the mean meridional circulation for January wassimulated numerically.It was found that latent heat release in the tropics may result in the formation of double-layeredHadley circulation,so do the eddy momentum transfer processes.On the other hand,mean meridional circulations in extra-tropics are mainly determined by external momentum forcing and atmospheric properties of eddy momentum andheat transfer.  相似文献   

我国早春（3月）冷暖环流特征的分析和预报     

杨善恭  郭骏 《高原气象》1993,12(3):328-332

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