Published November 26, 2015
| Version v1
Publication
Open
Thermodynamic controls of the Atlantic Niño
Creators
- 1. University of Nigeria
- 2. Beijing Normal University
- 3. The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics (ICTP)
- 4. Seoul National University
- 5. Bjerknes Centre for Climate Research
- 6. University of Bergen
- 7. Texas A&M University
Description
Prevailing theories on the equatorial Atlantic Niño are based on the dynamical interaction between atmosphere and ocean. However, dynamical coupled ocean-atmosphere models poorly simulate and predict equatorial Atlantic climate variability. Here we use multi-model numerical experiments to show that thermodynamic feedbacks excited by stochastic atmospheric perturbations can generate Atlantic Niño s.d. of ∼0.28±0.07 K, explaining ∼68±23% of the observed interannual variability. Thus, in state-of-the-art coupled models, Atlantic Niño variability strongly depends on the thermodynamic component (R(2)=0.92). Coupled dynamics acts to improve the characteristic Niño-like spatial structure but not necessarily the variance. Perturbations of the equatorial Atlantic trade winds (∼±1.53 m s(-1)) can drive changes in surface latent heat flux (∼±14.35 W m(-2)) and thus in surface temperature consistent with a first-order autoregressive process. By challenging the dynamical paradigm of equatorial Atlantic variability, our findings suggest that the current theories on its modelling and predictability must be revised.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تعتمد النظريات السائدة حول النينيو الأطلسي الاستوائي على التفاعل الديناميكي بين الغلاف الجوي والمحيطات. ومع ذلك، فإن نماذج المحيط والغلاف الجوي الديناميكية المقترنة تحاكي وتتنبأ بشكل سيئ بالتقلبات المناخية الاستوائية في المحيط الأطلسي. هنا نستخدم التجارب العددية متعددة النماذج لإظهار أن التغذية المرتدة الديناميكية الحرارية التي تثيرها الاضطرابات الجوية العشوائية يمكن أن تولد نينيو الأطلسي s.d. من 0.28±0.07 كلفن، مما يفسر 68±23 ٪ من التباين بين السنوات المرصودة. وبالتالي، في النماذج المقترنة الحديثة، يعتمد تقلب النينيو الأطلسي بشدة على المكون الديناميكي الحراري (R(2)=0.92). تعمل الديناميكيات المقترنة على تحسين البنية المكانية المميزة التي تشبه النينيو ولكن ليس بالضرورة التباين. يمكن أن تؤدي اضطرابات الرياح التجارية الاستوائية في المحيط الأطلسي (1.53 م/ث (-1)) إلى تغيرات في تدفق الحرارة الكامنة السطحية (14.35 م/ث (-2)) وبالتالي في درجة حرارة السطح بما يتفق مع عملية الانحدار الذاتي من الدرجة الأولى. من خلال تحدي النموذج الديناميكي لتقلب المحيط الأطلسي الاستوائي، تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أنه يجب مراجعة النظريات الحالية حول النمذجة والقدرة على التنبؤ.Translated Description (French)
Les théories dominantes sur le Niño atlantique équatorial sont basées sur l'interaction dynamique entre l'atmosphère et l'océan. Cependant, les modèles dynamiques océan-atmosphère couplés simulent et prédisent mal la variabilité climatique de l'Atlantique équatorial. Ici, nous utilisons des expériences numériques multimodèles pour montrer que les rétroactions thermodynamiques excitées par les perturbations atmosphériques stochastiques peuvent générer un Niño atlantique s.d. d'environ0,28±0,07 K, ce qui explique environ68±23 % de la variabilité interannuelle observée. Ainsi, dans les modèles couplés de pointe, la variabilité du Niño Atlantique dépend fortement de la composante thermodynamique (R(2)=0,92). La dynamique couplée agit pour améliorer la structure spatiale caractéristique de type Niño, mais pas nécessairement la variance. Les perturbations des alizés de l'Atlantique équatorial (∼±1,53 m s(-1)) peuvent entraîner des changements dans le flux de chaleur latente de surface (∼±14,35 W m(-2)) et donc dans la température de surface compatible avec un processus autorégressif de premier ordre. En remettant en question le paradigme dynamique de la variabilité de l'Atlantique équatorial, nos résultats suggèrent que les théories actuelles sur sa modélisation et sa prévisibilité doivent être révisées.Translated Description (Spanish)
Las teorías predominantes sobre el Niño Atlántico ecuatorial se basan en la interacción dinámica entre la atmósfera y el océano. Sin embargo, los modelos dinámicos acoplados océano-atmósfera simulan y predicen mal la variabilidad climática ecuatorial atlántica. Aquí utilizamos experimentos numéricos multimodelos para mostrar que las retroalimentaciones termodinámicas excitadas por perturbaciones atmosféricas estocásticas pueden generar un Niño Atlántico s.d. de ~0.28±0.07 K, lo que explica ~68±23% de la variabilidad interanual observada. Por lo tanto, en los modelos acoplados de última generación, la variabilidad del Niño Atlántico depende en gran medida del componente termodinámico (R(2)=0,92). La dinámica acoplada actúa para mejorar la estructura espacial característica de Niño, pero no necesariamente la varianza. Las perturbaciones de los vientos alisios ecuatoriales del Atlántico (~±1,53 m s(-1)) pueden impulsar cambios en el flujo de calor latente superficial (~±14,35 W m(-2)) y, por lo tanto, en la temperatura superficial consistente con un proceso autorregresivo de primer orden. Al desafiar el paradigma dinámico de la variabilidad atlántica ecuatorial, nuestros hallazgos sugieren que las teorías actuales sobre su modelización y predictibilidad deben revisarse.Files
ncomms9895.pdf.pdf
Files
(1.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:95eae119ec2084f4ad82590d6a425206
|
1.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الضوابط الديناميكية الحرارية للنينيو الأطلسي
- Translated title (French)
- Contrôles thermodynamiques du Niño Atlantique
- Translated title (Spanish)
- Controles termodinámicos del Niño Atlántico
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2260438114
- DOI
- 10.1038/ncomms9895
References
- https://openalex.org/W1511816663
- https://openalex.org/W1625353252
- https://openalex.org/W1964750549
- https://openalex.org/W1967364906
- https://openalex.org/W1967407000
- https://openalex.org/W1985479415
- https://openalex.org/W1988277135
- https://openalex.org/W1991810563
- https://openalex.org/W1992561914
- https://openalex.org/W1997830749
- https://openalex.org/W2003164867
- https://openalex.org/W2003690199
- https://openalex.org/W2006165291
- https://openalex.org/W2016023418
- https://openalex.org/W2016485052
- https://openalex.org/W2017915382
- https://openalex.org/W2019231806
- https://openalex.org/W2023170010
- https://openalex.org/W2030971212
- https://openalex.org/W2033160212
- https://openalex.org/W2034447703
- https://openalex.org/W2035891155
- https://openalex.org/W2038103745
- https://openalex.org/W2044134722
- https://openalex.org/W2049291996
- https://openalex.org/W2050094722
- https://openalex.org/W2051011012
- https://openalex.org/W2052569001
- https://openalex.org/W2053190106
- https://openalex.org/W2055149155
- https://openalex.org/W2059391391
- https://openalex.org/W2062217294
- https://openalex.org/W2066889745
- https://openalex.org/W2067212643
- https://openalex.org/W2075893334
- https://openalex.org/W2078044174
- https://openalex.org/W2080553664
- https://openalex.org/W2085570803
- https://openalex.org/W2087498221
- https://openalex.org/W2088402645
- https://openalex.org/W2088460293
- https://openalex.org/W2092805625
- https://openalex.org/W2092855961
- https://openalex.org/W2105190260
- https://openalex.org/W2108527489
- https://openalex.org/W2110365135
- https://openalex.org/W2110973364
- https://openalex.org/W2116825650
- https://openalex.org/W2120003511
- https://openalex.org/W2135615571
- https://openalex.org/W2136238410
- https://openalex.org/W2139195319
- https://openalex.org/W2140602065
- https://openalex.org/W2144927855
- https://openalex.org/W2154106059
- https://openalex.org/W2160899726
- https://openalex.org/W2175723489