Sturmspuren in der Südhalbkugel

Von 1979 bis 1989 wurden globale Analysen des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersagen (ECMWF) für viele meteorologische Variablen, die für barokline Stürme wichtig sind, bandpassgefiltert, um Schwankungen auf Zeitmaßstäben von 2 bis 8 Tagen zu betonen und die Beziehungen zwischen den Variablen in baroklinen Sturmspurenregionen zu beleuchten. Aufgrund der größeren zonalen Symmetrie in der Südhalbkugel (SH) im Vergleich zur Nordhalbkugel (NH) ist es möglich, diese Beziehungen über einen zonalen Sektor zu untersuchen, ohne von lokalen Effekten, die mit dem Eintritts- und Austrittsbereich des Jetstreams der Sturmspuren verbunden sind, dominiert zu werden. Die bandpassgefilterte Varianz der geopotentiellen Höhe wird verwendet, um die Sturmspur zu definieren, und ihr meridionaler Verlauf zeigt ein ausgeprägtes Maximum in den mittleren Breiten in der SH. Die Positionen des Jetstreams und der Varianzmaxima der meridionalen und zonalen Geschwindigkeitskomponenten, der Vortizität, der vertikalen Bewegung, der spezifischen Feuchtigkeit und der Temperatur stehen alle in einem charakteristischen Verhältnis zur Sturmspur, aber die Breiten ihrer Maxima sind vom Mittelpunkt der Sturmspur verschoben. Viele Kovarianzen wie die transiente Wirbeltemperatur, Feuchtigkeit, Vortizität sowie vertikale und horizontale Impulsflüsse zeigen ebenfalls eine starke Sturmspursignatur. Die beobachteten Beziehungen zwischen den Wirbelgrößen können im Allgemeinen mit geostrophischer Theorie und Störungsanalyse angewendet auf barokline Systeme verstanden werden. Die Aktivität der Sturmspur ist das ganze Jahr über sowohl in Bezug auf ihren Standort als auch auf ihre Intensität in der SH bemerkenswert konstant. Die Sturmspur liegt in den Übergangszeiten am weitesten in Richtung Pole, bleibt jedoch ganzjährig bei etwa 50°S und ist im südlichen Indischen Ozean am stärksten und im Südpazifik am schwächsten. Es gibt eine starke Beziehung zwischen der Sturmspur und dem majoren troposphärischen polar Jetstream sowie dessen zugehöriger Baroklinizität auf niedrigerer Ebene das ganze Jahr über, und die Verteilung der Sturmspuraktivität kann durch barokline Theorie erklärt werden. Im Gegensatz zur NH werden die stärksten meridionalen Temperaturgradienten in den mittleren Breiten in der Sommerhalbjahr in der SH gefunden. Während die Sturmspuraktivität in der NH im Sommer viel schwächer ist und sich in Richtung Pole verschiebt, bleibt die Aktivität in der SH so stark wie im Winter und verschiebt sich, wenn überhaupt, leicht in Richtung Äquator. Die zonale Symmetrie ist im Sommer größer und die meridionalen Profile sind schärfer, was weniger Variabilität in der Sturmspur sowohl innerhalb als auch zwischen den Jahreszeiten impliziert. Im Winter erstreckt sich die Hochfrequenz-Aktivität der Sturmspur über ein breiteres Spektrum an Breiten und ist weiterhin hauptsächlich mit dem polar Jetstream verbunden. Die Frage nach dem Einfluss der Sturmspurwirbel auf den mittleren Fluss wird untersucht, indem zonale Mittelwerte und ein lokalisierter Eliassen-Palm-Fluss verwendet werden. Barokline Effekte aus dem Poleward-Wärmefluss dominieren im Winter, und die Wirbel wirken, um die oberen troposphärischen Westwinde zu verlangsamen. Barotrope Effekte in der oberen Troposphäre, hauptsächlich durch die Konvergenz des meridionalen Impulsflusses, helfen, die durchschnittliche westliche Verteilung aufrechtzuerhalten, indem sie den Hauptpolarjet beschleunigen und die mittlere Teilung des Flusses in der Nähe Neuseelands sowohl im Sommer als auch im Winter aufrechterhalten und sogar die barokline Komponente in der Sturmspur im Sommer dominieren. Diabatische Erwärmung durch die Wirbel kann ebenfalls helfen, den mittleren Fluss aufrechtzuerhalten.