지구 대기의 다중 스케일 저주파 순환 모드

본 논문에서는 지구 대기의 기본적인 다중 스케일 순환 모드를 식별하여 넓은 범위의 공간 및 시간 스케일에 걸친 대기의 저주파 변화에 대한 이해를 높이는 것을 목표로 합니다. 회전 주성분 기법, 특이 스펙트럼 분석 및 위상 공간 초상화를 조합하여 대기에서 세 가지 범주의 기본 다중 스케일 모드를 발견하였습니다. 첫 번째는 연간보다 긴 시간 스케일에 의해 지배되는 연도 간 모드(IAM)로, 주로 결합 열대 해양-대기와 관련된 가열 및 순환 이상으로 설명될 수 있으며, 특히 E1 니뇨-남부 진동과 관련이 있습니다. 두 번째는 열대 가열과 관련된 세 개의 개별 다중 스케일 패턴(ISO-1, -2, -3)으로 구성된 열대 내계절 모드 세트로, 매든-줄리안 진동(MJO)의 다양한 단계와 관련이 있으며, 극외 지역으로의 원거리 연결성을 포함합니다. ISO 공간적 및 시간적 패턴은 북태평양 및 북미의 극외파 기차가 해양 대륙의 가열과 관련이 있음을 시사하며, 적도 주변의 MJO 진화는 인도양 위에서 대류를 일으키는 극외 지역의 강제력이 필요할 수 있습니다. 세 번째 범주는 기본 상태 순환의 내부 역학에서 발생하는 극외 내계절 진동을 나타냅니다. 북반구에서는 이 범주에서 다중 주파수를 가진 두 가지 뚜렷한 순환 모드가 존재합니다: 태평양/북미(PNA)와 북대서양/유라시아(NAE)입니다. 남반구에서는 동부 호주에서 태평양 남미를 거쳐 남대서양으로 동쪽으로 전파되는 파 기차를 나타내는 두 가지 위상 고정 모드(PSA-1 및 PSA-2)가 발견됩니다. 극외 모드는 위상 고정 및 조화 진동과 같은 시간적 특성을 보이며, 이는 아마도 2차 비선형 역학 시스템과 관련이 있을 수 있습니다. 또한 관찰된 월별 및 계절적 이상 현상은 다양한 다중 스케일 저주파 모드의 복잡한 상호작용에서 발생합니다. 서로 다른 모드의 상대적 지배는 월별 및 연별로 광범위하게 변동합니다. 월별 시간 스케일에서는 한두 가지 기작이 한 해에 지배할 수 있지만, 모든 해에 대해 단일 기작이 지배하는 것 같진 않습니다. IAM 즉, ENSO 가열 패턴이 강할 때 극외 모드는 억제될 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 계절 평균의 경우, 연도 간 모드가 지배하는 경향이 있으며 PNA의 기여는 매우 중요한 것으로 남아 있습니다.