Linking Ocean Forcing and Atmospheric Interactions to Atlantic Multidecadal Variability in MPI‐ESM1.2

• Published in: Geophysical Research Letters
• Main Authors: Oelsmann, J., Borchert, Leonard, Hand, R., Baehr, J., Jungclaus, J. H.
• Other Authors: Max Planck Institute for Meteorology (MPI-M), Max-Planck-Gesellschaft, Océan et variabilité du climat (VARCLIM), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), Center for Earth System Research and Sustainability (CEN), Universität Hamburg (UHH), University of Bern, Oeschger Centre for Climate Change Research (OCCR), European Project: 776613,Fighting and adapting to climate change,H2020-EU.3.5.1,EUCP(2017)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2020
• Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph]; North Atlantic; Northeast Atlantic
• Online Access: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03147378; https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03147378/document; https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03147378/file/2020GL087259.pdf; https://doi.org/10.1029/2020gl087259

International audience We investigate how ocean-driven multidecadal sea surface temperature (SST) variations force the atmosphere to jointly set the pace of Atlantic multidecadal variability (AMV). We generate periodic low-frequency Atlantic Meridional Overturning Circulation oscillations by implementing time-dependent deep-ocean-density restoring in MPI-ESM1.2 to explicitly identify variations driven by Atlantic Meridional Overturning Circulation without any perturbation at the ocean-atmosphere interface. We show in a coupled experiment that ocean heat convergence variations generate positive SST anomalies, turbulent heat release, and low sea level pressure in the subpolar North Atlantic (NA) and vice versa. The SST signal is communicated to the tropical NA by wind-evaporative-SST feedbacks and to the NorthEast Atlantic by enhanced northward atmospheric heat transport. Such atmospheric feedbacks and the characteristic AMV-SST pattern are synchronized to the multidecadal time scale of ocean circulation changes by air-sea heat exchange. This coupled ocean-atmosphere mechanism is consistent with observed features of AMV and thus supports a key role of ocean dynamics in driving the AMV.