Der abwärts gerichtete Einfluss stratosphärischer plötzlicher Erwärmungen*

Zusammenfassung Der Zusammenhang zwischen der Stratosphäre und der Troposphäre nach zwei bedeutenden stratosphärischen plötzlichen Erwärmungen wird im kanadischen Modell der mittleren Atmosphäre untersucht, wobei eine Nudging-Technik angewendet wird, durch die die zonal-mean Evolution der Referenz-plötzlichen Erwärmungen künstlich in einem ~100-köpfigen Ensemble induziert wird, das aus einer Kontrollsimulation abgeleitet wurde. Beide Referenz-Erwärmungen stammen aus einer frei laufenden Integration des Modells. Ein Ereignis ist eine Verschiebung, das andere eine Teilung, und beide werden von verlängerten Erholungsphasen in der unteren Stratosphäre gefolgt. Die Methodologie erlaubt eine statistisch robuster Untersuchung ihres Einflusses auf die darunter liegende Troposphäre. Die nudged Ensembles zeigen eine troposphärische annular-mode Reaktion, die eng analog zu den Beobachtungen ist und den abwärts gerichteten Einfluss plötzlicher Erwärmungen auf die Troposphäre in einem umfassenden Modell bestätigt. Diese troposphärische Reaktion stimmt näher mit den Annular-Modus-Anomalien der unteren Stratosphäre überein als mit der Umkehrung des mittleren Stratosphärenwinds. Neben dem erwarteten synoptischen Strömungsrückkopplung verstärken auch die planetarischen Wirbel die Änderungen des troposphärischen Winds, die anscheinend direkt auf die stratosphärischen Anomalien reagieren. Darüber hinaus, trotz der zonalen Symmetrie der stratosphärischen Störung, wird eine hochgradig zonal asymmetrische Nahoberflächenreaktion erzeugt, die einer stark negativen Phase der Nordatlantischen Oszillation entspricht und mit einer viel schwächeren Reaktion über dem pazifischen Becken übereinstimmt, die den Kompositen plötzlicher Erwärmungen aus der Interim-ECMWF-Nachanalyse (ERA-Interim) entspricht. Phase 5 der Coupled Model Intercomparison Project-Modelle zeigt eine ähnliche Reaktion, obwohl in den meisten Modellen die Magnitude der Reaktion unterrepräsentiert ist.