Analysing the sensitivity of Arctic large-scale circulation to the regional radiation forcing over Europe using deep learning

• Main Authors: Mehrdad, S., Sudhakar, D., Jacobi, C.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: Universität Leipzig 2022
• Subjects: Zirkulation; Strahlungsantrieb; Europa; circulation; radiative forcing; europe; info:eu-repo/classification/ddc/551; ddc:551; Arctic; Arktis*
• Online Access: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa2-856781; https://ul.qucosa.de/id/qucosa%3A85678; https://ul.qucosa.de/api/qucosa%3A85678/attachment/ATT-0/

The Arctic large-scale circulation is governed by a wide range of factor. In order to investigate the sensitivity of the Arctic large-scale circulation to the regional radiative forcing over Europe, we conducted sensitivity experiments using a state-of-the-art atmosphere-land-ocean coupled model. Using advanced Deep Learning (DL) algorithms, we analyzed the Arctic circulation regimes response to negative radiative forcing anomalies over Europe. We examined different architectures for our DL algorithm to find the most suitable one for our analysis. We simultaneously layer Thickness (300-700-T) and their spatiotemporal patterns with the DL algorithm. The DL algorithm showed good skills in capturing the general structure of the large-scale circulation. The radiative forcing over Europe doesn't seem to induce the occurrence frequency of preferred circulation regimes. Die arktische großräumige Zirkulation wird von einer Vielzahl von Faktoren bestimmt. Um die Sensitivität der arktischen großräumigen Zirkulation auf den regionalen Strahlungsantrieb über Europa zu untersuchen, haben wir Sensitivitätsexperimente mit einem hochmodernen gekoppelten Atmosphäre-Land-Ozean-Modell untersucht. Unter Verwendung neuer Deep-Learning-Algorithmen (DL) analysierten wir die Reaktion der arktischen Zirkulationsregime auf negativen Strahlungsantriebsanomalien über Europa. Wir haben verhsciedene Architekturen für unseren DL-Algorithmus untersucht, um die am besten geeignete für unsere Analyse zu finden. Wir haben die Felder des mittleren Drucks auf Meeresspiegelniveau und der Schichtdicke von 700 bis 300 hPa und ihre raumzeitlichen Muster mit dem DL-Algorithmus analysiert. Die DL-Algorithmen zeigten gute Ergebnisse bei der Erfassung der allgmeinen Struktur der großräumigen Zirkulation. Der Strahlungsantrieb über Europa scheint der großräumigen Zirkulation keine neuen raumzeitlichen Muster zuzufügen, veränderte aber die Häufigkeit des Auftretens bevorzugter Zirkulationsmuster.