Saisonale Zyklusbeeinflussung der El Niño-Southern Oscillation in einem globalen, gekoppelte Ozean-Atmosphäre-GCM

Jüngste Fortschritte in der Rechenleistung und Klimamodellierungsfähigkeit haben mehreren Modellierungsteams die Möglichkeit gegeben, erweiterte Integrationen mit globalen gekoppelten Ozean-Atmosphäre-Klimamodellen durchzuführen, die das Studium gekoppelt Prozesse ermöglichen, die für die Erzeugung von Southern Oscillation- und El Niño-Phänomenen wichtig sind. Hier werden Ergebnisse aus einem solchen gekoppelten Modell gezeigt, das am National Center for Atmospheric Research (NCAR) entwickelt wurde und aus einem globalen, spektralen (R15) atmosphärischen allgemeinen Zirkulationsmodell (GCM) besteht, das mit einem globalen, 5° Breiten- und Längengrad, vier-lagigen Ozean-GCM gekoppelt ist. Trotz der Einschränkungen des groben Modellrasters ist die interannual Variabilität des Ozean-Atmosphäre-Systems vom Typ Southern Oscillation im gekoppelten Modell inherent. Eines der Rätsel des Southern Oscillation-Zyklus ist, wie das System den Übergang von der kalten zur warmen Phase und zurück im tropischen Pazifik im nördlichen Frühling vollzieht. Es wird aus dem NCAR-gekuppelten Modell gezeigt, dass eine Modulation des mittleren saisonalen Zyklus im östlichen Pazifik den Beginn und den Verfall von warmen und kalten Episoden in dieser Region antreibt. Der Mechanismus dieser Beeinflussung im Modell umfasst gekoppelte saisonale Anomalien des Meeresspiegels (SLP), der Meeresoberflächentemperatur, des oberflächlichen Winddrucks, des Ozeanauftriebs und der Konvektion-Niederschlag. Diese gekoppelten Anomalien entstehen infolge des Land-Meer-Kontrasts im östlichen Pazifik, in Verbindung mit der Entwicklung von saisonal niedrigem SLP über Südamerika während des nördlichen Winters und seiner Bewegung mit dem saisonalen Zyklus der Sonnenstrahlung nordwestwärts während des nördlichen Frühlings. Die Anomalien etablieren sich weiter westlich im tropischen Pazifik, während das Jahr Fortschreitet, und sind mit globalen Mustern verbunden, die in gewisser Weise den Phänomenen ähneln, die mit warmen und kalten Ereignissen beobachtet werden - den Extremen der Southern Oscillation. Ähnliche Sätze von gekoppelten Prozessen existieren im beobachteten langfristigen mittleren saisonalen Zyklus, und die interannualen Ereignisse im östlichen tropischen Pazifik manifestieren sich als eine Modulation des mittleren saisonalen Zyklus in den Beobachtungen analog zum gekoppelten Modell. Eine Reduzierung der Kopplungsstärke im Modell (durch Reduzierung der Stärke des windbedingten Drucks von der Atmosphäre) beseitigt sowohl die saisonale Abhängigkeit als auch die interannual Anomaliesignale. Das Abschalten des saisonalen Zyklus der Sonnenstrahlung im Modell ändert die Natur und regelmäßige Entwicklung der warmen und kalten Ereignisse. Da das Modell keine der beobachteten Phänomene im westlichen Pazifik simuliert, ist es wahrscheinlich, dass nur eines von mehreren möglichen Mechanismen, die mit der beobachteten El Niño-Southern Oscillation in Zusammenhang stehen, im gegenwärtigen globalen gekoppelten Modell simuliert wird.