Institutsbericht 2002/2003 - Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik ...

Um die Unterschiede zwischen den Annularen
Moden der Experimente zu interpretieren
wurde untersucht, wie die zu den Moden
gehörige Schwankung des zonal gemittelten
Zonalwinds angetrieben wird. Dazu wird
der meridionale Wellenvorticityfluss in lineare
und nichtlineare Beiträge bezüglich der
Abweichung von der klimatologischen Welle
zerlegt. Es konnte gezeigt werden, dass
in allen Experimenten die nichtlinearen Anteile
des meridionalen Wellenvorticityflusses
einen wichtigen Beitrag zur Windschwankung
liefern (weiß in Abb. 44.2). Hierbei ist
der Wellenfluss aus den synoptischen Wellen
bestimmend. Der entscheidende Unterschied
zwischen den Experimenten besteht in
dem linearen Beitrag der stationären Wellen
(schwarz in Abb. 44.2). Erst bei der Kombi-
Abb. 44.2: Kompositdifferenz zwischen Phasen mit
positiver und negativer Hauptkomponente des Annularen
Modes für den meridionalen Wellenvorticityfluss
in den Experimenten FULL (durchgezogen),
WO (gestrichelt) und QCM (gepunktet). Der Fluss
ist aufgeteilt in den linearen (schwarz) und nichtlinearen
(weiß) Beitrag.
nation von der Orographie und der Land-Meer-Verteilung trägt dieser Anteil zu dem Wellenvorticityfluss
bei und spielt eine wichtige Rolle in der zonal gemittelten Impulsbilanz des Annularen
Modes. Außerdem wird für diese Anregung stationärer Wellen die quasi-stationäre Welle in den
Phasen des Annularen Modes durch die lineare Ausbreitung der stationären Wellen im geänderten
zonal gemittelten Zonalwind beschrieben. Hiermit ergibt sich eine positive Rückkopplung
der stationären Wellen auf den Annularen Mode, die allein bei der Kombination von Orographie
und Land-Meer-Verteilung stattfindet.
Mit der Rückkopplung der stationären Wellen auf den Annularen Mode wird der Eliassen-
Palm-Fluss von der Troposphäre in die Stratosphäre moduliert (Abb. 44.3). Hieraus folgt eine
Kopplung zwischen der troposphärischen und stratosphärischen Variabilität. Allein bei der
Kombination von Orographie und Land-Meer-Verteilung weist der Eliassen-Palm-Fluss in der
negativen Phase des Annularen Modes eine verstärkte pol- und aufwärts gerichtete Komponente
auf, mit der die starke Schwankung des Polarwirbels in diesem Experiment zusammenhängt.
Abb. 44.3: Kompositdifferenz zwischen Phasen mit positiver und negativer Hauptkomponente des Annularen
Modes für den Eliassen-Palm-Fluss der stationären Wellen und seine Divergenz im Experiment
WO (a) und FULL (b). Das Konturintervall beträgt 0, 5 · 10 15 m 3 . Positive Werte sind hell schattiert,
negative dunkel.
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