Remote control on North Atlantic Oscillation predictability via the stratosphere

2017 - Quart. J. R. Meteor. Soc., 143 (703B). pp. 706-719

Author:

Hansen, F.

Additional authors:

R.J. Greatbatch, G. Gollan, T. Jung and A. Weisheimer

DOI:

10.1002/qj.2958

Short:

Hansen, F., Greatbatch, R. J., Gollan, G., Jung, T. and Weisheimer, A. (2017), . DOI 10.1002/qj.2958.

Description:

In this paper, we first show that interannual variability of the NAO is best reproduced when perfect knowledge of the Northern Hemisphere (NH) stratosphere is available, together with perfect knowledge of the sea surface temperature and sea ice. A coupled model seasonal forecast experiment is then examined. The model shows a strong bias in the stratospheric polar-night jet associated with a drift in the modelled SSTs resembling the North Atlantic cold bias. After removing the bias statistically, a perfect forecast of the tropical atmosphere and allowing two-way atmosphere–ocean coupling in the extratropics, are found to be key ingredients for successful predictions of stratospheric sudden warmings (SSW). In combination with SSW occurrence, a clear shift of the predicted NAO towards lower values occurs.

In diesem Artikel wird zunächst gezeigt, dass die interannuale Variabilität der NAO am besten reproduziert werden kann, wenn der Zustand der Stratosphäre sowie Meeresoberflächentemperaturen und Meereisbedingungen bestmöglich bekannt sind. Des Weiteren werden saisonale Vorhersagen eines gekoppelten Atmosphäre-Ozean-Modells untersucht. Dieses Modell weist einen starken Bias im stratosphärischen Polarnachtstrahlstrom auf, der möglicherweise in Verbindung steht mit einem Bias in den Meeresoberflächentemperaturen, welcher wiederum dem bekannten “cold bias” (d.h. eine Unterschätzung der Meeresoberflächentemperaturen) im Nordatlantik ähnelt. Wird dieser Bias statistisch entfernt, kann mithilfe der gekoppelten Vorhersagen gezeigt werden, dass zum einen eine perfekte Vorhersage der tropischen Atmosphäre und zum anderen die Kopplung zwischen Atmosphäre und Ozean in den Extratropen essenziell für eine erfolgreiche Vorhersage von plötzlichen Stratosphärenerwärmungen sind. Im Zusammenhang mit solchen Stratosphärenerwärmungen findet sich im Modell eine deutliche Verringerung des NAO-Indexes.

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