Tryb Pacific Meridional

SST i anomalie wiatrowe fazy dodatniej PMM

Pacific Meridional Mode ( PMM ) to tryb klimatyczny na północnym Pacyfiku . W stanie dodatnim charakteryzuje się sprzężeniem słabszych pasatów na północno-wschodnim Pacyfiku między Hawajami a Dolną Kalifornią ze zmniejszonym parowaniem nad oceanem, co zwiększa temperaturę powierzchni morza (SST); i odwrotnie w stanie ujemnym. To sprzężenie rozwija się w miesiącach zimowych i rozprzestrzenia się na południowy zachód w kierunku równika oraz środkowego i zachodniego Pacyfiku wiosną, aż dotrze do międzytropikalnej strefy konwergencji (ITCZ), która ma tendencję do przesuwania się na północ w odpowiedzi na dodatnie PMM.

Oscylacja północnego Pacyfiku (NPO) i „dipol północnoamerykański” - dwie oscylacje klimatyczne nad północnym Pacyfikiem i Ameryką Północną - wyzwalają tryby PMM zimą. Wahania temperatury w północnego Atlantyku i zachodniego Pacyfiku oraz zmiany w lodzie morskim Arktyki również zostały zaproponowane jako wyzwalacze zdarzeń PMM.

PMM to nie to samo, co El Niño-Southern Oscillation (ENSO), ale istnieją dowody na to, że zdarzenia PPM mogą wyzwalać zdarzenia ENSO, zwłaszcza zdarzenia El Niño na środkowym Pacyfiku . Stan PMM może również modulować aktywność huraganów na wschodnim Pacyfiku i aktywność tajfunów na oceanach zachodniego Pacyfiku oraz zmieniać opady na kontynentach otaczających Ocean Spokojny. Na południowym Pacyfiku występuje tryb podobny do PMM, znany jako „tryb południkowy południowego Pacyfiku” (SPMM), który również wpływa na cykl ENSO.

Na początku XXI wieku intensywność zjawiska El Niño w latach 2014–2016 oraz bardzo aktywne sezony huraganów i tajfunów na Pacyfiku w 2018 r . Przypisano pozytywnym wydarzeniom PMM. Wraz z antropogenicznym globalnym ociepleniem aktywność PMM prawdopodobnie wzrośnie, a niektórzy naukowcy zaproponowali, że utrata lodu morskiego na Antarktydzie , a zwłaszcza w Arktyce , wywoła pozytywne zdarzenia PMM w przyszłości.

Pojęcie

Tryb południkowy Pacyfiku jest formą sprzężonej zmienności między szerokością geograficzną międzytropikalnej strefy konwergencji (ITCZ) a gradientami temperatury powierzchni morza północ-południe (SST) w subtropikalnym Oceanie Spokojnym. Anomalie w gradiencie temperatury powodują zmiany pozycji ITCZ, co z kolei zmienia strumienia ciepła na powierzchni wiatru , które modyfikują strukturę SST. W szczególności słabsze pasaty są powiązane z ciepłymi anomaliami SST na północnym Pacyfiku – w szczególności wzdłuż Kalifornii i między Hawajami a Zachodnia Ameryka Północna — koncentruje się na subtropikalnym Pacyfiku, podczas gdy zimne anomalie SST leżą we wschodnim tropikalnym Pacyfiku. Słabsze pasaty odpowiadają anomaliom wiatrów południowo-zachodnich i oznaczają zmniejszone chłodzenie wyparne , a ITCZ ​​jest przesunięty na północ. Matematycznie PMM jest często definiowany przez analizę maksymalnej kowariancji trzymiesięcznej średniej SST i anomalii wiatrowych na środkowym i wschodnim Pacyfiku, z naciskiem na półkulę północną (20°S-30°N, 175°E-85°W ) oraz usuwając indeks ENSO poprzez regresję liniową .

PMM jest najbardziej intensywny w miesiącach od stycznia do maja. Anomalie wiatrowe osiągają szczyt w lutym, a anomalie SST w marcu. Reakcje PMM mają tendencję do utrzymywania się późnym latem i jesienią poprzez interakcje z ITCZ, który osiąga najwyższą szerokość geograficzną, a tym samym najsilniejszą interakcję z PMM w tych porach roku.

Ogólnie rzecz biorąc, PMM nie rozciąga się dalej na południe niż ITCZ, a zatem zwykle nie dociera do równika, ponieważ ITCZ ​​zwykle znajduje się na półkuli północnej. Dzieje się tak, ponieważ sprzężenie zwrotne wiatru-SST działa głównie wtedy, gdy anomalia wiatrowa jest przeciwna do średniego klimatu klimatycznego. Inaczej jest na południe od ITCZ, gdzie wiatry wieją z południa. Jest to również proces składający się głównie z warstw mieszanych oceanów , w którym dynamika oceaniczna odgrywa niewielką rolę.

Inne tryby

Na północnym Pacyfiku „tryb Victoria” to kolejny wzorzec SST, który rozciąga się na cały północny Pacyfik, w przeciwieństwie do bardziej ograniczonego regionalnie PMM, który został opisany jako wschodnia część trybu Victoria. Różnica polega na tym, że tryb Victoria jest wzorem SST, podczas gdy PMM jest wzorem sprzężenia SST-wiatr. Inna oscylacja klimatu na północnym Pacyfiku , „tryb północnego Pacyfiku”, przypomina PMM.

PMM różni się od El Niño – Southern Oscillation (ENSO), która jest główną zmianą klimatu na Oceanie Spokojnym. Jednak te dwa tryby klimatyczne nie są łatwe do rozdzielenia i oba powodują dziesięcioletnie zmiany klimatu na Pacyfiku. Oddzielenie dekadowej oscylacji Pacyfiku / międzydekadowej oscylacji Pacyfiku od PMM jest również trudne.

Wyzwalacze

Wydaje się, że PMM jest głównie konsekwencją stochastycznego (losowego) wymuszania klimatu w ekstratropikach , aczkolwiek z wpływem atmosferycznego stanu tła. Oscylacja północnego Pacyfiku (NPO) – atmosferyczny odpowiednik trybu wirowego północnego Pacyfiku – może wywołać zdarzenia PMM głównie poprzez anomalie SST u wybrzeży Baja California . Prąd strumieniowy ze średniej szerokości geograficznej i według Tseng et al. 2020, wschodnioazjatycki monsun zimowy może modulować połączenie NPO-PMM.

Ocieplenie Oceanu Północnoatlantyckiego może sprzyjać wystąpieniu ujemnych PMM przez fale Rossby'ego generowane nad Atlantycką Ciepłą Baseną . Rozprzestrzeniają się one na wschód do Pacyfiku, gdzie wywołują wiatry z północy, które następnie wpływają na stan oceanów. Takie ocieplenie występuje zarówno jako część pozytywnego stanu atlantyckiej oscylacji wielodekadowej oraz negatywnego stanu tzw. „Trójpola Północnoatlantyckiego”. Negatywny stan „północnoatlantyckiego trójbiegunowego” obejmuje ciepłe anomalie SST w subpolarnych i tropikalnych oraz zimne anomalie SST w subtropikalnym północnym Atlantyku. Ta ostatnia interakcja nabrała znaczenia od lat 90.

„Dipol północnoamerykański” to naprzemienny wzór anomalii ciśnienia atmosferycznego nad Ameryką Północną, z dodatnimi anomaliami nad Karaibami i ich otoczeniem oraz ujemnymi anomaliami nad Morzem Labradorskim , które są najsilniejsze zimą. Dodatni dipol północnoamerykański jest często kojarzony z rozwojem dodatniego PMM podczas kolejnej wiosny. Dzieje się tak za pośrednictwem Oceanu Atlantyckiego i Wschodniego Pacyfiku, gdzie jest chłodzony lub ogrzewany przez dodatni dipol północnoamerykański. Ochładzający się tropikalny Atlantyk wywołuje zjawisko antycykloniczne anomalie przepływu powietrza nad wschodnim Pacyfikiem, które z kolei przeciwstawiają się pasatom i wyzwalają dodatni PMM.

Opisano inne mechanizmy:

  • Według Parka i in. 2018, anomalie SST nad basenem ciepłej półkuli zachodniej modulują początek PMM późnym latem.
  • Rozszerzenie Kuroshio na wschód zostało powiązane z rozwojem PMM przez Joha i Di Lorenzo w 2019 roku i może być częścią trwającego dekadę wzorca oscylacji klimatu na Pacyfiku, w postaci anomalii ciśnienia atmosferycznego, które przemieszczają się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara wokół północy Pacyfik.
  • Według Chen, Yu i Wen (2014), wiosenna oscylacja arktyczna może wywołać anomalie SST, które przypominają te z PMM, a PMM może być ścieżką, przez którą oscylacja arktyczna wpływa na zdarzenia ENSO.
  • Zhou, Yang i Zheng (2017) zaproponowali, że zwiększona szerokość geograficzna Ciepłego Basenu Zachodniego Pacyfiku może wywołać negatywne zdarzenia PMM poprzez zmiany pasatów i gradientów SST.
  • Pausata i in. (2020) stwierdzili rozwój pozytywnych warunków PMM w odpowiedzi na erupcje wulkanów w tropikach półkuli północnej.
  • Simon Wang, Jiang i Fosu (2015) zaproponowali, że wyzwalanie ENSO może nastąpić na trasie Ocean Indyjski - Zachodni Pacyfik - PMM, ale mechanizm jest niejasny.
  • Cao i in. (2021) zaproponowali, że zwiększona pokrywa śnieżna nad Ameryką Północną może wywołać ujemne połączenie teleinformatyczne podobne do PMM.
  • Lin i in. (2021) wskazali, że cykl słoneczny modyfikuje PMM, przy czym aktywne Słońce sprzyja dodatniemu stanowi PMM, a nieaktywnemu ujemnemu PMM.
  • Cai i in. (2022) zasugerowali, że zwiększona pokrywa śnieżna nad Płaskowyżem Tybetańskim w zimie może wywołać wzmacniające się pasaty nad wschodnim subtropikalnym Pacyfikiem, powodując ujemny stan PMM. W procesie tym pośredniczą anomalie temperatury w troposferze, które są przenoszone przez prąd strumieniowy do Pacyfiku, które wpływają na NPO. Zależność ta została ustalona w 2000 roku, prawdopodobnie z powodu oscylacji dekadowej Pacyfiku i zmian stanu oscylacji wielodekadowej Atlantyku .

Istnieje niewiele badań na temat tego, czy ENSO wywołuje zmiany PMM, a badania przeprowadzone w 2011 i 2018 r. Sugerowały, że pozytywne zdarzenia ENSO mogą wywoływać negatywne zdarzenia PMM, a rzadziej negatywne zdarzenia ENSO pozytywne zdarzenia PMM, podczas gdy Capotondi i in . (2019) zaproponowali, że anomalie SST w środkowo-zachodnim Pacyfiku mogą wywoływać ocieplenie wzdłuż zachodniego wybrzeża , przypominające ocieplenie PMM.

Wzrost i upadek

Przebieg wydarzenia PMM w latach 2014-2015

Wahania w sile Wyżu Północnego Pacyfiku spowodowane pozatropikalną zmiennością klimatu (np. Oscylacja Północnego Pacyfiku [NPO] w zimie) wywołują zmiany w sile pasatów . Anomalie w swojej sile zmieniają powierzchniowe strumienie ciepła nad morzem, powodując zmiany SST, które osiągają szczyt wiosną i rozprzestrzeniają się na południowy zachód. Proces ten, wywołany przez zmiany NPO w okresie zimowym, jest znany jako „mechanizm sezonowego wyznaczania śladu” i obejmuje pozytywne anomalie NPO osłabiające pasaty. Według Wu i in. (2009), zmniejszone parowanie występuje na południowy zachód od pierwotnej anomalii SST z powodu pasatów wschodnich, a zatem anomalia SST ma tendencję do rozprzestrzeniania się na południowy zachód. Szczególnie w północno-zachodnim tropikalnym Pacyfiku zwiększone nasłonecznienie wiosną ułatwia wzrost zdarzeń PMM.

Wiatry krzyżowo-równikowe wywołane gradientami temperatur między półkulami ułatwiają rozwój PMM. Gdy przekraczają równik, siła Coriolisa odchyla je w kierunku przeciwnym do pasatów, osłabiając je. Z kolei ~PMM ułatwia rozwój wiatrów poprzeczno-równikowych, generując dodatnie sprzężenie zwrotne , zwłaszcza że wiatry poprzeczno-równikowe wywołują reakcję ochłodzenia na półkuli południowej i według Wu et al. (2009) wzdłuż równika.

Według Wu i in. (2009), turbulentne strumienie ciepła działają w celu rozproszenia początkowej anomalii SST. Po sierpniu zachodnie wiatry na południe od ITCZ ​​rozpraszają anomalie SST.

Efekty

Telepołączenia PMM

PMM jest główną drogą, przez którą ekstratropiki wpływają na klimat tropikalny na Oceanie Spokojnym. Wahania PMM wpływają na cyklonów tropikalnych w Pacyfiku i Oceanie Atlantyckim.

Wśród zjawisk związanych z PMM są:

  • Zdarzenie PPM w 2014 r. znacząco wpłynęło na morską falę upałów na północnym Pacyfiku w latach 2013–2015 , która miała znaczący wpływ na ocean u zachodniego wybrzeża Ameryki Północnej. Amaya i in. (2020) zaproponowali, że dodatni stan PMM w 2019 r. w podobny sposób wzmocnił morską falę upałów na północnym Pacyfiku w 2019 r. poprzez przesunięcie ITCZ ​​i wynikające z tego zmiany w cyrkulacji atmosferycznej. I odwrotnie, Chen, Shi i Lin (2021) zaproponowali, że pewne zdarzenia typu „blob” mogą wywołać pozytywny PMM.
  • Podobne do PMM sprzężenie między SST a anomaliami wiatru może kontrolować średnią szerokość geograficzną ITCZ.
  • PMM może tłumić zmiany klimatu o niskiej częstotliwości w tropikach.
  • subtropikalny antycyklon na Zachodnim Pacyfiku .
  • PMM może zmienić zachowanie stref minimalnej zawartości tlenu we wschodnim Pacyfiku .

Inne sugerowane korelacje:

  • Muñoz, Wang i Enfield (2010) zidentyfikowali telepołączenie z PMM do wiosennych SST w Zatoce Meksykańskiej i na Karaibach.
  • Lu i in. (2017) powiązali intensywność tak zwanej „rynny środkowoatlantyckiej”, doliny górnej atmosfery nad północnym Oceanem Atlantyckim, która wpływa na aktywność huraganów i pogodę pozatropikalną, z anomaliami SST podobnymi do PMM; bardziej intensywna dolina środkowoatlantycka jest związana z ujemnym stanem PMM.
  • Promchote i in. (2018) skorelowali występowanie trudnych warunków pogodowych zimą ( fale zimna ) na Tajwanie z dodatnimi etapami PMM.
  • Bonino i in. (2019) stwierdzili korelację między upwellingiem w Prądzie Kalifornijskim i ujemnym PMM oraz podobny wzór między prądem Humboldta a SPMM.
  • Dias, Cayan i Gershunov (2019) skorelowali PMM z zimowymi temperaturami w Kalifornii .
  • Kodera i in. (2019) opisali anomalie temperatury i wiatru w niższych warstwach stratosfery związane z PMM.
  • Liguori i Di Lorenzo (2019) zidentyfikowali PMM jako główny czynnik międzyrocznej zmienności Pacyfiku.
  • Meehl i in. (2021) zaproponowali, że akumulacja ciepła na Zachodnim Pacyfiku może wymusić przejścia międzydekadalnej oscylacji Pacyfiku poprzez wzorce podobne do PMM.
  • Tuo, Yu i Hu (2019) odkryli, że PPM moduluje aktywność mezoskalowych wirów oceanicznych w Morzu Południowochińskim i jego odpowiedniku na półkuli południowej, aż do 2004 roku, kiedy to związek w dużej mierze ustał.
  • Long i in. (2020) stwierdzili, że pozytywne zdarzenia PMM prowadzą do wysokiego poziomu mórz w pobliżu Hawajów z powodu rozszerzalności cieplnej morza, która towarzyszy anomaliom SST. Miało to miejsce w okresie spadku pasatów w 2020 roku.
  • Według Luo i in. (2020), fale Rossby'ego (fale planetarne) generowane podczas dodatniego zdarzenia PMM wywołują antycykloniczne anomalie cyrkulacji atmosferycznej nad Chinami, charakteryzujące się opadającym powietrzem nad wschodnimi Chinami i wznoszącym się nad północnymi Chinami. Sprzyja to wystąpieniu fal upałów we wschodnich Chinach.
  • Wang i in. (2021) zaobserwowali korelację między długością geograficzną międzysezonowej oscylacji Pacyfiku a PMM.
  • Lim i in. (2022) zaproponowali powiązanie z globalnymi poziomami chlorofilu w oceanach .
  • Jeong i in. (2022) zaproponowali, że silny spadek lodu morskiego w Arktyce w 2012 roku był wspomagany przez ujemny PMM w tym roku.

To, czy PMM ma wpływ na oscylację Maddena-Juliana , czy na równikowe fale Kelvina, jest w dużej mierze niezbadane, a jakikolwiek związek między PMM a dipolem Oceanu Indyjskiego jest niejasny.

Opad atmosferyczny

PMM zmienia opady w Azji. Okołoglobalne połączenie teleinformatyczne pod wpływem PMM i zmian w systemach ciśnienia atmosferycznego zmienia opady w Żółtej Rzeki , a fale Rossby'ego zmieniają opady w rzece Jangcy dolinie Chin, ponieważ emanują z regionu PMM na zachód i wchodzą w interakcję z prądem strumieniowym. Opady rosną w północnych i południowo-zachodnich Chinach i spadają w środkowo-zachodnich Chinach i dolnej dolinie rzeki Jangcy. Według Li i Ma (2011), zmiany ITCZ ​​wywołane przez PMM wyzwalają okołoglobalne połączenie teleinformatyczne. Kao, Hung i Hong (2018) zidentyfikowali korelację między opadami na Tajwanie a PMM.

Na interakcje między PMM a Wyżem Północno-Pacyficznym może mieć wpływ hydroklimat południowo -zachodnich Stanów Zjednoczonych . Zhong, Liu i Notaro (2011) stwierdzili, że dodatni PMM powoduje suche zimy od Wielkich Równin do północno-wschodnich Stanów Zjednoczonych poprzez telepołączenie typu oscylacji północnoatlantyckiej . Latem niskie ciśnienie atmosferyczne nad północnymi Stanami Zjednoczonymi i wysokie ciśnienie atmosferyczne nad wschodnimi Stanami Zjednoczonymi sprzyjają opadom atmosferycznym środkowo-zachodnie Stany Zjednoczone . Gibsona i in. (2020) stwierdzili korelację między PMM a występowaniem grzbietu u zachodniego wybrzeża Stanów Zjednoczonych, co jest wzorem związanym z tamtejszymi suszami . Syn i in. (2021) zaproponowali, że PMM jest częścią cyklu zmienności klimatu na północnym Pacyfiku, który nadaje 5-7-letni cykl aktywności pożarów lasów w Kalifornii .

Istnieje pozytywna korelacja między opadami we wschodniej i amazońskiej Ameryce Południowej a PMM. Wydaje się, że nie jest to wyłącznie spowodowane transportem wilgoci atmosferycznej, ponieważ opady wzrastają nawet w częściach Ameryki Południowej, gdzie konwergencja wilgoci spada, a efekt jest znacznie silniejszy podczas borealnego lata. Seiler, Hutjes i Kabat (2013) nie znaleźli korelacji między Boliwii a PMM.

Zhang, Villarini i Vecchi (2019) stwierdzili, że pozytywny PMM powoduje suszę w Australii i na kontynencie morskim . Wynika to głównie z wzbudzania zmienności ENSO przez PMM, co z kolei wywołuje anomalie w transporcie wilgoci i zostało zaproponowane jako predyktor australijskich susz.

ENSO

Wydarzenia PMM wiosną są głównym predyktorem późniejszego stanu ENSO. Mechanistycznie PMM wpływa na stan ENSO kilkoma drogami:

  • Połączone anomalie wiatru i SST rozprzestrzeniają się w kierunku równika wiosną i wczesnym latem.
  • Wczesną wiosną i zimą anomalie wiatrowe związane z PMM ładują ciepło podpowierzchniowe na równiku, proces znany jako „pasat”.
  • Zdarzenia PMM generują oceaniczne i pozarównikowe fale Rossby'ego i fale Kelvina , które z kolei tworzą równikowe fale Kelvina poprzez anomalie zwijania się wiatru wzdłuż równika.
  • Związane z PMM zmiany położenia ITCZ ​​latem i jesienią wpływają na klimat równikowy.

Pozytywne zdarzenia PMM skutkują anomaliami wiatru i SST, które przypominają te poprzedzające optymalne warunki El Niño i zachodnie wybuchy wiatru , a także modulują zawartość ciepła pod powierzchnią oceanu związaną z rozwojem El Niño. Sugerują ponadto, że PMM może wpływać na sezonowość zdarzeń El Niño, ponieważ zdarzenia PMM występują głównie wiosną.

PMM indukuje raczej zdarzenia ciepłe ( El Niño ) niż zimne ( La Niña ) i jest bardziej wiarygodnym predyktorem pierwszego niż drugiego. Jak zauważyli Zheng i in. (2921), negatywne zdarzenia PMM nie są tak skuteczne w wyzwalaniu La Niña, jak pozytywne zdarzenia w wyzwalaniu El Niño, ponieważ anomalie wiatrowe są słabsze. Wydaje się, że PMM ma silniejszy wpływ na środkowy i zachodni Pacyfik niż na wschodni Pacyfik, a zatem sprzyja rozwojowi El Niño na środkowym Pacyfiku (CP Niño lub El Niño Modoki), chociaż nie ma wyraźnego konsensusu co do tego związku. Strefowa adwekcja anomalii SST od środkowego do wschodniego Pacyfiku może pozwolić PMM na wywołanie kanonicznego El Niño. Ty i Furtado (2018) zaproponowali, że niedopasowania między północnym i południowym PMM zapobiegają rozwojowi kanonicznych wydarzeń El Niño, podczas gdy kongruencja temu sprzyja. Sanchez i in. (2020) odkryli, że pozytywne zdarzenia PMM zwykle poprzedzały silne zdarzenia El Niño od 1860 r. Wang i Wang (2013) zdefiniowali CP El Niño I i II, z których ten ostatni charakteryzuje się anomaliami SST podobnymi do dodatnich PMM. Cai, Wang i Santoso (2017) zaproponowali, że niezwykle przesunięte na zachód ciepłe anomalie SST podczas Wydarzenie El Niño w latach 2014–2016 mogło być konsekwencją pozytywnego PMM w tym roku, a Paek, Yu i Qian (2017) wyjaśnili utrzymujące się anomalie SST na środkowym Pacyfiku w tym roku przedłużonymi dodatnimi warunkami PMM. Stuecker (2018) zaproponował, że zdarzenia CP Niño i PMM są z natury powiązane i wzmacniają się nawzajem poprzez połączenia teleinformatyczne obejmujące Niż Aleucki oraz że nie ma rzeczywistego związku między PMM a El Niño na Wschodnim Pacyfiku.

PMM wpływa również na zakończenie wydarzenia ENSO, w szczególności na rozwój wieloletnich wydarzeń ENSO. Dla La Niña, Park i in. (2020) zaproponowali, że rozwój ujemnego PMM wiosną roku następującego po La Niña jest silnie skorelowany zarówno w obserwacjach, jak i modelach z przebudową La Niña następnej zimy, podczas gdy dodatni PMM jest związany z pojedynczym- rok La Niña. on i in. (2020) zidentyfikowali utrzymywanie się pozytywnego wzorca SST podobnego do PMM jako mechanizmu, który utrudnia genezę La Niña po zdarzeniu El Niño na środkowym Pacyfiku. Park i in. (2021) zasugerowali, że podczas wieloletniej La Niña PMM utrudnia ponowne ładowanie ciepła na Zachodnim Pacyfiku, a tym samym umożliwia nawrót La Niña.

Nie wszystkie zdarzenia PMM wyzwalają kolejne zdarzenia ENSO, zjawisko, które wydaje się być spowodowane różnymi wzorami SST według Zhao i in. (2020) W tak zwanym „wschodnim PMM” anomalie SST pozostają poza równikowym Pacyfikiem i są otoczone zimnymi anomaliami SST na tropikalnym wschodnim Pacyfiku i utrudniają rozwój El Niño, podczas gdy w „zachodnim PMM” rozciągają się do zachodniego Pacyfiku i wywołują wiatry sprzyjające rozwojowi El Niño. Źródło tej wariancji jest niejasne, ale może odnosić się do wymuszeń z Oceanu Atlantyckiego i różnorodności w Oscylacji Północnego Pacyfiku. Wydaje się, że w telepołączeniu PMM-ENSO występują cykle dziesięcioletnie.

Cyklony tropikalne

tajfunów wzrasta na południowo-wschodnim Pacyfiku Zachodnim w dodatnich latach PMM. Wynika to głównie ze zmian wirowości i zdalnie wymuszonych zmian parametrów atmosferycznych, takich jak wilgotność względna i uskok wiatru , które przesuwają genezę tajfunu na wschód podczas pozytywnych zdarzeń PMM i na zachód podczas negatywnych zdarzeń PMM. Wynika to jednak również z położenia genezy bardziej na południowy wschód, co wydłuża czas, w którym tajfuny muszą się nasilić. Zhang i in. (2016) zidentyfikowali dodatnią korelację między skumulowaną energią cyklonów na Zachodnim Pacyfiku (ACE) i PMM. Zuo i in. (2018) zaproponowali, że pozytywne zdarzenia PMM mogą ułatwić wczesny początek sezonów tajfunów poprzez zwiększoną genezę we wschodnim Zachodnim Pacyfiku. Gao i in. (2018) stwierdzili zwiększone występowanie intensywnych tajfunów podczas dodatnich lat PMM, zarówno w wartościach bezwzględnych, jak iw stosunku do średniej liczby tajfunów. Najwcześniejsza geneza tajfunu występuje również wcześniej w dodatnich latach PMM. Zmiany w aktywności tajfunu są wywołane głównie manifestacją PMM na środkowym tropikalnym Pacyfiku, a nie manifestacją wschodniego subtropikalnego Pacyfiku, a także wydarzeniami El Niño na środkowym Pacyfiku.

Zhan i in. (2017) skorelowali częste występowanie intensywnych tajfunów w latach 1994, 2004, 2015 i 2016 z pozytywnymi zdarzeniami PMM w tych latach. Liczne wpływy tajfunów na Tajwan i odmienne zachowanie sezonu tajfunów 2016 w porównaniu z sezonem tajfunów 1998 wynikały z pozytywnego stanu PMM w 2016 r. Pozytywne zdarzenie PMM wzmocniło sezon huraganów na Pacyfiku 2018 i sezon tajfunów na Pacyfiku 2018 w tym roku.

Wpływ PMM rozciąga się również na Atlantyk i wschodni Pacyfik:

  • Pozytywne zdarzenia PMM są powiązane z wyższymi SST, zmniejszonym uskokiem wiatru i ciśnieniem atmosferycznym na wschodnim Pacyfiku, co sprzyja huraganom . Część — a według Murakamiego i in. (2017) — większość ekstremalnej aktywności sezonu huraganów na Pacyfiku w 2015 r. przypisano dodatniemu PMM w tym roku. Sezon huraganów na Pacyfiku 2018 miał najwyższą skumulowaną energię cyklonów ze wszystkich sezonów huraganów na Pacyfiku w erze satelitów, a Wood i in. (2019) przypisali część tej aktywności pozytywnemu wydarzeniu PMM w tym roku.
  • Na Atlantyku Zhang i in. (2018) stwierdzili, że częstotliwość lądowania huraganów spada po dodatnich wiosennych zdarzeniach PMM na Karaibach, Florydzie i w Zatoce Meksykańskiej , podczas gdy częstotliwość huraganów wzrasta na wschodnim Atlantyku. Te zmiany są indukowane głównie przez ENSO i obejmują zarówno zmiany w torach burzowych, jak i genezę burz.

Podobne zjawiska w innych oceanach

Podobne anomalie wiatru SST zostały udokumentowane w innych oceanach, takich jak Ocean Indyjski , południowy Ocean Spokojny i południowy Ocean Atlantycki , i przypuszcza się, że odgrywają rolę w początku wydarzeń ENSO. Odpowiednik Oceanu Atlantyckiego jest znany jako Atlantic Meridional Mode i działa podobnie.

Tryb południkowy Południowego Pacyfiku

„Tryb południkowy południowego Pacyfiku” (SPMM) to analogiczny tryb klimatyczny na południowym Pacyfiku; Zhang, Clement i Di Nezio zaproponowali jego istnienie w 2014 roku i działa on w prawie identyczny sposób jak PMM na półkuli północnej, chociaż według You i Furtado (2018) z anomaliami SST osiągającymi szczyt podczas (australijskiego) lata i anomaliami wiatrowymi podczas (australijskiej) zimy . Według Middlemasa i in. (2019), radiacyjne sprzężenia zwrotne chmur przeciwdziałać utrzymywaniu się SPMM. SPMM został dodatkowo powiązany z innym trybem klimatycznym znanym jako „ kwadrupol na południowym Pacyfiku ” i „ subtropikalny tryb dipolowy na południowym Pacyfiku ”.

W przeciwieństwie do PMM, tryb południkowy południowego Pacyfiku ma większy wpływ na Ocean Spokojny niż północny PMM, na przykład wpływając na równik zamiast pozostawać na półkuli południowej i sprzyjając początkowi „kanonicznego” El Niño na wschodnim Pacyfiku wydarzeń zamiast wydarzeń El Niño na środkowym Pacyfiku, takich jak PMM. Dzieje się tak, ponieważ pasaty południowe na wschodnim Pacyfiku przecinają równik na półkulę północną i mogą w ten sposób „przenosić” skutki trybu południkowego południowego Pacyfiku na północ. Pewną rolę może również odgrywać dynamika oceanu w regionie zimnego języka. Dokładny związek między początkiem SPMM i ENSO jest nadal niejasny. Niepowodzenie spodziewanego zdarzenia El Niño w 2014 r. zostało wyjaśnione przez niekorzystny stan SPMM w tym roku. Oprócz rozwoju ENSO, SPMM ma wpływ na Chilijczyków Wyspy Desventuradas i wyspa Juan Fernandez według Dewitte et al. (2021). Kim i in. (2022) zaproponowali, że ochłodzenie Oceanu Południowego może wymusić ujemny stan SPMM.

odmiany PMM

Wydaje się, że aktywność PMM zmienia się w dekadowych skalach czasowych. Dziesięcioletnie cykle siły PMM mogą być funkcją dwukierunkowych interakcji między tropikami a ekstratropikami.

Zmienność PMM nie jest stała. Zarówno średni stan klimatu - w szczególności siła wahań strumienia ciepła na powierzchni oceanu spowodowana zmianami wiatru i szerokością geograficzną ITCZ ​​- jak i burzliwość w pozatropikach wpływają na jego zmienność. ITCZ ogranicza zasięg PMM na południu, a wahania średniej pozycji ITCZ ​​spowodowane zmianami klimatycznymi mogą zatem wpływać na manifestację PMM. Symulacje przeprowadzone przez Sancheza i in. (2019) stwierdzili zwiększoną zmienność PMM zarówno w odpowiedzi na erupcje wulkanów , takie jak erupcja Samalas 1257, jak iw odpowiedzi na gazy cieplarniane . Zmniejszona aktywność PMM w połowie holocenu może wyjaśniać słabszą zmienność ENSO w tym czasie; taki spadek mógł być wywołany przez wymuszanie orbitalne . Bramante i in. (2020) stwierdzili pozytywne zmiany PMM podczas średniowiecznej anomalii klimatycznej i ujemne PMM podczas małej epoki lodowcowej i wykorzystali to do wyjaśnienia zmian w aktywności tajfunu w Jaluit na Wyspach Marshalla i na Morzu Południowochińskim .

Istnieją dowody na to, że zmienność PMM wzrosła między 1948 a 2018 rokiem, co niekoniecznie musi być (jeszcze) konsekwencją globalnego ocieplenia . W ostatnich dziesięcioleciach związek między PMM a NPO nasilił się. Zwiększona aktywność PMM w latach 1982-2015 stłumiła wariancję ENSO i spowodowała jej przesunięcie na zachód dzięki zwiększonej sile południowych wiatrów nad południowym Pacyfikiem.

Dima, Lohann i Rimbu (2015) zasugerowali, że Wielka Anomalia Zasolenia na Północnym Atlantyku po 1970 roku zmodyfikowała klimat Pacyfiku poprzez dodatni stan PMM i zasugerowali, że wydarzenia Heinricha w późnym plejstocenie mogły spowodować podobne telepołączenie. Bardziej pozytywny atlantyckiej oscylacji wielodekadowej po latach 90. XX wieku może zwiększyć zmienność PMM poprzez wzmocnienie wyżu północno-pacyficznego , a według Parka i in. (2019), zwiększając wilgotność dostępną nad Atlantic Warm Pool . Yu i in. (2015) argumentowali, że zwiększona zmienność PMM wymuszona przez atlantycką oscylację wielodekadową jest odpowiedzialna za zwiększoną częstotliwość zdarzeń El Niño na środkowym Pacyfiku po latach 90.

PMM i antropogeniczne zmiany klimatu

Niektóre modele klimatyczne przewidują, że sprzężenie zwrotne między wiatrem a anomaliami SST wzrośnie z powodu antropogenicznej zmiany klimatu , a zatem zdarzenia PMM będą się nasilać, ale inne procesy mogą wzmacniać lub przeciwdziałać temu procesowi. Liguori i Lorenzo (2018) zaproponowali, że efekt stanie się zauważalny do 2020 r. Zwiększona zmienność PMM została wykorzystana do wyjaśnienia zwiększonej częstotliwości zdarzeń El Niño na środkowym Pacyfiku w ciągu kilku dekad poprzedzających 2020 r. Według Liguori i Lorenzo (2018) to może wyjaśniać wzrost aktywności ENSO do 2100 r., być może począwszy od wydarzenia El Niño w latach 2014–2016 i zwiększone sprzężenie tropików z ekstratropikami. Zwiększona aktywność PMM zsynchronizowałaby dziesięcioletnie zmiany klimatu na Pacyfiku i zwiększyłaby występowanie morskich fal upałów zarówno na północnym Pacyfiku, jak i poza nim, z towarzyszącymi skutkami ekologicznymi.

Fosu, He i Liguori (2020) zaproponowali, że zwiększenie SST w Oceanie Atlantyckim i Indyjskim może wywołać negatywną reakcję podobną do PMM w Oceanie Spokojnym, opóźniając tam początek ocieplenia oceanów. Long i in. (2020) symulowali stany klimatyczne w RCP8.5 i zidentyfikowali zwiększone występowanie pozytywnych zdarzeń PMM poprzedzonych zdarzeniami El Niño. Tomas, Deser i Sun (2016) zidentyfikowali w modelach pozytywne wzorce PMM i SPMM jako odpowiedź na lodu morskiego w Arktyce . Kim i in. (2020) stwierdzili w symulacjach i obserwacjach, że redukcja lodu morskiego w Arktyce w sektorze Pacyfiku Ocean Arktyczny może wywoływać pozytywne zdarzenia PMM poprzez telepołączenie typu NPO, sprzyjając w ten sposób wystąpieniu zdarzeń El Niño na środkowym Pacyfiku, i zasugerował, że rosnąca tendencja zdarzeń El Niño na środkowym Pacyfiku mogła być wywołana przez globalne ocieplenie od 1990 r. Anglia i in . . (2020) opisali rozwój dodatnich anomalii SST podobnych do PMM i SPMM w odpowiedzi na utratę lodu morskiego Arktyki i Antarktydy pod koniec XXI wieku. Orihuela-Pinto i in. (2022) zauważyli osłabienie zmienności PMM po wyłączeniu Atlantycka cyrkulacja południkowo-wywrotna .

Nazwa i zastosowanie

Chiang i Vimont (2004) ukuli nazwę „Pacific Meridional Mode” jako analogię do „Atlantic Meridional Mode”; oba odnoszą się do struktury północ-południe gradientów SST i anomalii szerokości geograficznej ITCZ. Jest czasami nazywany „trybem południkowym północnego Pacyfiku” lub „trybem południkowym tropikalnego Pacyfiku”.

Źródła

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Pacific_Meridional_Mode&oldid=1140503704 ”