Mechanismus der abwärts gerichteten Kopplung der plötzlichen Stratosphärenerwärmung: Eine Perspektive der Massentransporte

Die plötzliche Stratosphärenerwärmung (SSW) ist eine wichtige Quelle für subseasonale bis saisonale Vorhersagbarkeit aufgrund ihrer signifikanten und langanhaltenden Auswirkungen auf das Oberflächenklima. Der Mechanismus ihrer abwärts gerichteten Kopplung ist jedoch noch nicht vollständig aufgeklärt. In dieser Studie untersuchen wir den Mechanismus der abwärts gerichteten Kopplung der SSW im Hinblick auf die Massenumverteilung. Aus dem 65-jährigen Datensatz der japanischen 55-jährigen Reanalyse (JRA-55) werden 40 SSW-Ereignisse identifiziert. Ihr Komposit zeigt einen signifikanten Anstieg der geopotentiellen Höhe und Druckanomalien in der Troposphäre über der Arktis (60-90N) nach dem Beginn mit einer ausgeprägten Oberflächenverstärkung. Die Zerlegung der troposphärischen Anomalien in Oberflächen- und Lufttemperaturkomponenten zeigt, dass die abwärts gerichtete Kopplung hauptsächlich aus Oberflächenänderungen des Drucks resultiert. Weiterhin wurde festgestellt, dass die Druckänderungen an der Oberfläche während des Beginns der SSW hauptsächlich durch den polar gerichteten Massentransport in der Nähe der Tropopause verursacht werden, der hauptsächlich durch Veränderung des Impulsflusses in der oberen Troposphäre angetrieben wird. Diese Veränderung des Impulsflusses steht im Einklang mit der polaren Propagation von Wellen und könnte mit den warmen Temperaturanomalien während der SSW verbunden sein. Diese Ergebnisse bieten neue Einblicke in die abwärts gerichtete Kopplung der SSW und die Oberflächenverstärkung.