Utjecaj leda na površini mora na sezonske klimatske promjene

• Main Authors: Herceg Bulić, Ivana, Branković, Čedo
• Format: Text
• Language: English
• Published: Andrija Mohorovicic Geophysical Institute 2006
• Subjects: sezonska klimatska promjenjivost; termodinamički utjecaj leda; model opće cirkulacije atmosfere; seasonal climate sensitivity; thermodynamic effects of sea-ice; intermediate complexity AGCM; Kad’; Leda; Sea ice
• Online Access: http://hrcak.srce.hr/4210; http://hrcak.srce.hr/file/6888

Utjecaj leda na površini mora na opću cirkulaciju atmosfere razmatran je pomoću relativno jednostavnog atmosferskog globalnog cirkulacijskog modela (nazvanog Speedy). Posebna je pažnja posvećena sezonskim promjenama raspodjele leda te njegovom termodinamičkom utjecaju. U tu su svrhu definirana dva eksperimenta: prvi koristi klimatološke mjesečne temperature leda na površini mora (dobivenih pomoću ERA–15 podataka), dok drugi eksperiment uključuje termodinamički model za dobivanje temperatura leda. U oba eksperimenta je integracija modelom izvedena u trajanju od 50 godina. Rezultati pokazuju da termodinamički model pojačava sezonski ciklus temperature. Tako tijekom zime uključivanje termodinamičkog modela uzrokuje dodatno hlađenje atmosfere viših geografskih širina u odnosu na temperature dobivene integracijom modela s klimatološkim vrijednostima temperature leda na površini mora. Takva temperaturna raspodjela praćena je smanjenjem visina geopotencijalnih ploha te jačanjem zonalnog vjetra. Također je modelom dobivena i smanjena naoblaka u području srednjih i viših geografskih širina. Hlađenje atmosfere može se izravno povezati sa sezonskim ciklusom jer led na površini mora povećava albedo te na taj način smanjuje upadno sunčevo zračenje, a time dodatno stabilizira ionako hladni zrak. Neke od promjena uzrokovane ledom na površini mora se protežu kroz cijelu modeliranu atmosferu. Takvo ponašanje može se izravno povezati s jakim meridionalnim gradijentim temperature. Nadalje, uočena je određena sezonska simetričnost između Sjeverne i Južne Hemisfere. Tijekom ljeta kad je smanjen ledeni pokrov, model daje suprotne rezultate od onih dobivenih za zimsku sezonu: atmosfera je toplija uz slabljenje zonalnog vjetra i povećanu naoblaku. Ove promjene imaju veću amplitudu od onih povezanih s maksimalnom količinom ledenog pokrova tijekom zime. Taj rezultat upućuje na to da toplinski tokovi sa slobodne površine mora zajedno s povećanim sunčevim zračenjem i konvekcijom imaju značajan utjecaj na modeliranu atmosferu. The sensitivity of the atmospheric circulation to a different specification of sea-ice temperature and its seasonal cycle is analysed from the 50-year long integrations with SPEEDY, an intermediate complexity atmospheric general circulation model (AGCM). This impact is inferred from the difference between model atmospheric states obtained with and without the inclusion of the thermodynamic effects of sea ice. The two experiments with sea ice were made – the first one used climatological monthly mean temperatures for sea ice (derived from ERA–15 data), whereas in the second experiment the sea-ice temperature was determined by a thermodynamic model embedded into the SPEEDY code. It is shown that the thermodynamic model tends to amplify the seasonal cycle of temperature. In the boreal winter, the inclusion of the thermodynamic model for sea-ice temperature leads to a general cooling of the model atmosphere at high latitudes (when compared with the experiment with climatological sea ice), associated with the reduction in geopotential heights and the strengthening of zonal winds. It also reduces the extent and amount of cloud cover in the mid- and high latitudes. Atmospheric cooling could be directly linked to the increased sea-ice seasonal cycle, because the increased albedo over sea ice reduces incoming solar radiation and further stabilises already cold air. Some of the changes induced by sea ice extend throughout the whole depth of the model atmosphere and could be linked directly to strong meridional differential temperature gradients. In addition, some seasonally varying symmetry between the Northern and the Southern Hemisphere is also found. In summer when the receding sea ice is included in model integration, the opposite effects are seen: differential temperature gradients are of the opposite sign, the atmosphere is warmed thus effecting a reduction in zonal winds and an increase in cloudiness. These effects are stronger in amplitude than those associated with the maximum winter extent of sea ice, suggesting that ocean heat flux from the ice-free water together with increased solar radiation and convection bear a strong mark on the model atmosphere.