Solar Influence on the North Atlantic Oscillation - Initial Results
对各种大气现象和太阳活动周期对天气的影响进行了一些初步研究。北大西洋涛动（NAO）指数呈强负值，导致西北欧冬季天气寒冷干燥，但很少出现在太阳活动频繁的时期。对流层和平流层之间的耦合进行了讨论，特别是在极地夜间急流振荡事件（由希区柯克等人定义，2013年）和准两年振荡。北大西洋飓风的能量（如累积气旋能量指数ACE所示）也与太阳活动有关，通过对流层顶的紫外线加热（Elsner等人，2010年），并建议作为一个可能的机制，通过太阳活动可能会影响NAO。最后讨论了在$\sim$ 1950年之前太阳对北大西洋涛动影响的缺乏，一个可能的原因是太阳活动周期振幅较小。这份简短的报告载有若干想法，可能值得进一步探讨。
2015-05-20 physics.ao-ph
Coherent changes of the circulation in the deep North Atlantic from moored transport arrays
在北大西洋安装了现场边界阵列，以测量大规模的海洋环流。在这里，我们使用的测量在北大西洋西部边缘的$16^\circ$ N和$26^\circ$ N调查低频变化的深层密度及其相关的影响海洋运输。在这两个纬度，西部边界的深水（低于1100 dbar）正在变得更新鲜，密度更小。在2004-2009年和2010-2014年期间，地球位势厚度的相关变化约为$0.15$ $\mbox{m}^2\mbox{s}^{-2}$，其中2009-2010年期间发生偏移，$26^\circ$ N的偏移早于$16^\circ$ N。如果大西洋东部没有类似的密度变化，西部中层水密度的减少会导致北大西洋深层水上层和下层之间的切变增加，$26^\circ$ N约为2.6 Sv，$16^\circ$ N约为3.9 Sv。虽然这些输送异常导致在$16^\circ$ N的纬向翻转环流（MOC）估计中的增强趋势，但在$26^\circ$ N应用零净质量输送约束的方法导致MOC的相反（减少）趋势。
2016-10-21 physics.ao-ph
Abrupt and persistent atmospheric circulation changes in the North Atlantic under La Niña conditions
本文分析1959–2022年19个北大西洋涛动突转并持续负位相的事件，指出La Niña与上游气旋可触发异常，并通过对流层—平流层耦合和涡旋反馈维持其持续性。
2024-01-25 physics.ao-ph
Centennial-scale variability of the Atlantic Meridional Circulation in CMIP6 models shaped by Arctic-North Atlantic interactions and sea ice biases
该研究首次系统比较 CMIP6 工业化前控制模拟中的百年尺度 AMOC 变率，发现北极—北大西洋淡水交换及拉布拉多海海洋—海冰反馈是关键机制，海冰偏差可作为观测约束。
2024-06-14 physics.ao-ph
Global Climate network evolves with North Atlantic Oscillation phases: Coupling to Southern Pacific Ocean
我们使用1948-2010年的再分析数据，从全球不同地理位置的表层大气温度的气候记录构建了一个网络。我们发现，网络与北大西洋涛动（NAO），无论是在本地北大西洋，并通过耦合到南太平洋。这些区域之间存在着远程连接，而且随着时间的推移保持稳定，这使我们能够对这一现象提出一个可能的物理解释。
2013-09-07 physics.ao-ph physics.geo-ph
Disentangling North Atlantic ocean-atmosphere coupling using circulation analogues
本研究提出一种热通量分解方法，用于解耦北大西洋海气相互作用，识别海洋强迫模态，并揭示湾流对大气环流响应年代际海洋变率的关键作用。
2023-10-16 physics.ao-ph
A validated coupled three-dimensional hydrodynamic and spectral wind-wave model for the western north Atlantic Ocean
本研究评估了高分辨率耦合SCHISM WWM III模型，结合三维斜压动力学，在西北大西洋验证了水位、潮汐及三种波浪参数化方案，为沿海管理和气候适应提供可靠工具。
2025-05-24 physics.ao-ph
Uncertainty in wave hindcasts in the North Atlantic Ocean
准确的海洋表面波知识对船舶设计至关重要。随着模型物理和数值资源的显著进步，最近的数值波浪后报数据有可能为船舶设计过程中的波浪载荷估计提供环境条件。本研究的目的是量化最先进的数值波浪后报产品中的模型不确定性，以了解波浪后报在船舶设计中的应用。通过与北大西洋测波浮标的比较以及与四种波浪模式产品的模式间比较，推导出模式的不确定性。将分布在西北大西洋和东北大西洋的多个测波浮标视为测波浮标阵列，用于模式评估。所有四种模型在估计有效波高$H_s$时，总体上显示出非常好且相似的精度。然而，对于$H_s$ >10的极端波浪条件，模型$H_s$偏离浮标，并且彼此偏离。数值波浪模型和测波浮标对平均波周期$T_{m02}$的计算结果存在一定的差异。更具体地说，模型低估了东北大西洋$H_s$ >10的极端波浪条件下的$T_{m02}$。本文还导出了极端波浪条件下有效波高$H_s$和平均波周期$T_{m02}$的联合概率密度函数。在JPD中，满足$H_s$ >10和8< $T_{m02}$ <14的极端波浪条件的样本总数变化了50%，尽管四个模型产品的平均值接近观测值。这项研究表明，进一步的模型改进是必要的，以更准确地再现极端条件。为进一步改进模式和进行模式评估，需要对高海况及其波谱信息进行更多的测量。
2022-03-22 physics.ao-ph
Diagnosing Biases in Tropical Atlantic-Pacific Multi-Decadal Teleconnections Across CMIP6 and E3SM Models
本文利用 CMIP6 与 E3SM 历史模拟诊断热带大西洋-太平洋多年代际遥相关偏差，提出结合热带环流与热带外波动传播的性能指标，识别出高、低技巧模式行为差异，并找到能有效再现观测遥相关路径的模式。
2025-04-04 physics.ao-ph
Saharan mineral dust outbreaks observed over the North Atlantic island of La Palma in summertime between 1984 and 2012
我们估计撒哈拉矿尘爆发事件的频率观察到北大西洋岛屿的拉帕尔马的基础上，现场夜间大气消光测量记录几乎连续自1984年以来的嘉士伯子午线望远镜在罗克德洛斯Muchachos天文台。爆发频率显示，在7月至9月的几个月，一个明确的季节性高峰，在此期间，撒哈拉沙尘事件（SDES）的发生率约为28 \pm 6%。我们发现夏季SDES频率的逐年变化相当大，在1984年至1997年期间观察到稳定下降，随后在1999年至2012年期间相对平均稳定。我们研究了大气消光的SDES的变化作为事件强度的指标，发现这个参数大致遵循的频率，但是，仪器的限制，使我们无法得出准确的结论，他们的长期变化。对厄尔尼诺南方涛动（ENSO）、北大西洋涛动（NAO）和萨赫勒降水指数（SRI）与降水特征进行了滞后相关分析。我们发现，55 \pm 4%的7月至9月的年与年之间的变化，在7月至12月期间的NAO条件的滞后关系，可以重现，和45 \pm 4%，可以重现的负相关性，在2月至4月期间的SRI。根据这些关系，有可能提前半年左右获得北大西洋即将到来的夏季沙尘季节强度的近似指示。
2013-06-17 physics.ao-ph
Deep ocean early warning signals of an Atlantic MOC collapse
大西洋经向翻转环流（MOC）是气候系统的重要组成部分，因为它与向北的热量输送有关。现今的MOC对淡水异常非常敏感，可能会崩溃到一个向北热量输送强烈减少的状态。大西洋MOC的未来崩溃已被确定为气候系统中最危险的临界点之一。因此，必须根据相对较短的时间序列，为这种潜在的崩溃制定预警指标。到目前为止，使用基于严重放缓的指标的尝试取得了一定的成功。基于复杂的气候网络重建，我们在这里提出了一个有前途的新指标MOC崩溃，有效地监测深海环流的空间变化。通过我们对该指标的性能分析，我们制定了最佳的MOC测量位置，以提供崩溃的早期预警信号。我们的结果意味着大西洋MOC观测的空间分辨率的增加（即，在更多的剖面上）可以改进早期探测，因为更好地捕捉到了在过渡区附近产生的深海空间相干性。
2014-05-06 physics.ao-ph
Dynamical anomalies in terrestrial proxies of North Atlantic climate variability during the last 2 ka
最近的工作提供了充分的证据表明，非线性方法的时间序列分析可能允许检测周期的异常动态的古气候代理记录，否则隐藏到经典的统计分析。根据这些想法，在这项研究中，我们系统地测试了一组晚全新世陆地古气候记录从北欧间歇期的时间不可逆性的迹象，在此期间的数据是不兼容的一个平稳的线性随机过程。我们的分析表明，中世纪气候异常和小冰期的开始，罗马暖期的结束和晚古小冰期都具有这种动力学异常的特征。这些发现可能表明，在影响北大西洋区域气候的大尺度大气环流模式、海洋-大气相互作用和外部强迫方面，年际气候变率的主导机制发生了质的变化。
2018-09-19 physics.ao-ph physics.data-an
On the changes in number and intensity of North Atlantic tropical cyclones
为北大西洋热带气旋的数量和这些气旋成为飓风的速度建立了贝叶斯统计模型。我们发现，控制冷舌指数和北大西洋涛动指数，在过去的30年里，气旋的数量很有可能增加，但这些风暴成为飓风的速度似乎是恒定的。我们还调查风暴强度的分布，测量个人风暴寿命天，风暴路径长度，和伊曼纽尔的功率衰减指数。我们几乎没有发现个别风暴强度分布随时间变化的证据。因此，年累积风暴强度和潜在破坏性的任何增加都是由于风暴数量的增加，而不是由于单个风暴强度的增加。
2007-01-31 physics.ao-ph physics.data-an
Asymmetry of AMOC Hysteresis in a State-of-the-Art Global Climate Model
本研究利用社区地球系统模型开展4400个模型年的模拟，证实先进全球气候模型中存在AMOC滞后现象，发现其恢复速度约为崩溃速度的6倍，该不对称性由北大西洋海冰分布主导，对气候预测和古气候解释有重要意义。
2023-08-27 physics.ao-ph
Evidences for a quasi 60-year North Atlantic Oscillation since 1700 and its meaning for global climate change
北大西洋涛动（NAO）的特点是自1650年以来的准60年的主导振荡，从欧亚大陆的仪器和文件代理预测。一旦NAO记录被时间积分以强调其与温度记录的比较，这种模式就清楚地显现出来。综合NAO（INAO）被发现与一天的长度（自1650年以来）和全球表层海温记录HadSST 2和HadSST 3（自1850年以来）有很好的相关性。这些结果表明，INAO可以作为全球气候变化的一个很好的代理，至少从1700年以来，全球气候存在60年的周期。最后，INAO ~60年振荡与1700年以来欧洲历史极光记录中发现的~60年振荡有很好的相关性，这表明这一60年的主导气候周期具有太阳天文学的起源。
2012-06-25 physics.ao-ph physics.geo-ph
Teleconnection processes linking the intensity of the Atlantic Multidecadal Variability to the climate impacts over Europe in boreal winter
欧洲气候和大西洋年代际变率（AMV）之间的遥相关仍然很难在观测中分离，因为内部变率和气候强迫信号。使用CMIP 6/DCPP-C框架内提出的模型敏感性实验，冬季AMV/欧洲遥相关的研究在大型合奏的起搏器型模拟的CNRM-CM 5全球环流模式。为了评估模式响应对AMV振幅的敏感性，进行了AMV强迫模式乘以2和3（分别为2xAMV和3xAMV）的实验，以补充参考系综（1xAMV）。基于流动模拟方法，AMV强迫的大气环流被发现，以冷却欧洲大陆，而剩余的信号，主要包括对流过程，有助于变暖。在1xAMV中，这两项相互抵消，解释了整体较弱的AMV强迫大气信号。在2xAMV和3xAMV中，热力学贡献克服了动力冷却，并导致了更温和和更潮湿的条件。该术语包括更温暖和更潮湿的海洋空气穿透内陆的平流和与（i）改变云量和（ii）积雪减少作为AMV振幅的正反馈相关的地面辐射通量的修改。动力学异常环流结合了（i）作为热带大西洋西部Rossby波源的增强非绝热加热的远程响应和（ii）与副极地环流上空温暖SST相关的局部响应，使异常高压消失。热带-外热带过程和相关反馈之间的权重被推测为部分解释了对AMV强迫振幅的响应的非线性敏感性，从而挑战了所谓的模式缩放技术的使用。
2019-06-13 physics.ao-ph
Tropical transition of Hurricane Chris (2012) over the North Atlantic Ocean: A multi-scale investigation of predictability
从非热带起源演变而来的热带气旋可能对预测构成特殊挑战，因为它们往往出现在多尺度大气过程级联的末尾。气候研究表明，“热带过渡”（TT）路径在气旋生成中起着重要作用，特别是在北大西洋。在这里，我们使用业务欧洲中期天气预报中心集合预测调查北大西洋飓风克里斯（2012年）的TT，其形成之前合并的两个位渦（PV）最大值，最终导致风暴诱导PV流光。主要目标是阐明控制气旋生成和随后的TT的可预测性的动力学和热力学过程。应用动态时间规整来识别与分析轨道相似的总体轨道。这种技术允许在开发中进行小的时间和空间转移。克里斯前气旋的形成是由那些预测两个PV最大值合并的成员预测的。风暴相对于PV拖缆的位置决定了克里斯之前的气旋是否遵循TT路径。过渡风暴位于高等效位温的有利区域内，这是由于PV拖缆气旋卷起下方的温暖隔离造成的。连续集合预报的系统调查表明，预报的改进与特定事件有关，如PV合并。本案例说明了如何一种新的组合欧拉和拉格朗日集合预测分析工具，可以推断出可预测性的突然变化的物理原因。
2018-11-29 physics.ao-ph
Evidence lacking for a pending collapse of the Atlantic Meridional Overturning Circulation
本文指出Boers关于AMOC即将崩溃的早期预警信号源于观测覆盖增加导致的方差人为上升及符号错误，纠正后缺乏崩溃证据。
2023-12-21 physics.ao-ph
Multi-model evidence of future tropical Atlantic precipitation change modulated by AMOC decline
本研究通过分析CMIP6模式模拟和靶向实验，揭示大西洋经向翻转环流（AMOC）减弱是热带大西洋未来降水模式间差异的关键因素，为理解热带降水变化机制及AMOC的气候作用提供了证据。
2024-11-28 physics.ao-ph
Bound on forecasting skill for models of North Atlantic tropical cyclone counts
本研究针对北大西洋热带气旋年数量的泊松过程类模型，推导了预测误差下界，发现简单线性模型已达该下界，且更复杂模型无技能提升，证实观测数据符合泊松过程，限制了相关建模改进空间。
2024-10-07 physics.ao-ph physics.data-an
El Nino Southern Oscillation and Atlantic Multidecadal Oscillation Impact on Hurricanes North Atlantic Basin
本研究利用1950-2023年观测数据及相关气候指数，分析ENSO、AMO和海表温度对北大西洋盆地热带气旋强度与频率的影响，发现海温升高对应气旋更强、暖相位AMO对应频率更高等关联，为提升热带气旋季节预报提供依据。
2024-10-05 cs.LG physics.ao-ph
Projecting Hurricane Risk in Atlantic Canada under Climate Change
École de Technologie Supérieure, Université du Québec（魁北克大学技术学院）；Université du Québec à Montréal（魁北克大学蒙特利尔分校）
本研究采用两阶段框架，结合物理信息合成飓风路径和风代理损失模型，预测气候变化下加拿大沿海省份飓风风险，发现风和洪水灾害加剧导致沿海社区损失风险上升。
2025-10-22 physics.ao-ph
Limited impact of Greenland meltwater on abruptness and reversibility of future Atlantic overturning changes
Politecnico di Torino（都灵理工大学）；Utrecht University（乌得勒支大学）；University of Padova（帕多瓦大学）；Consiglio Nazionale delle Ricerche（意大利国家研究委员会）；Danish Meteorological Institute（丹麦气象研究所）；NORCE Norwegian Research Centre（挪威研究中心）
本研究通过对比有无格陵兰融水强迫的气候模拟，发现格陵兰融水虽会加剧大西洋经向翻转环流（AMOC）减弱，但对AMOC变化的突变性和可逆性影响有限，其在AMOC临界点风险评估中的重要性或低于此前预期。
2025-09-29 physics.ao-ph
SST and North American Tropical Cyclone Landfall: A Statistical Modeling Study
利用一个北大西洋热带气旋（TC）路径的统计模式，研究了海表温度（SST）与北美TC登陆率之间的关系。该跟踪模型是以1950-2005年期间热带北大西洋夏季SST处于19个最热或19个最冷年份为条件的。对于每种条件，都会生成许多合成TC并计算登陆率。与直接分析历史登陆相比，轨迹模型通过将整个流域的信息投影到海岸上来减少采样误差。在模型中，热年份的TC比冷年份多46%，与随机抽样相比，这是非常重要的，并证实了近几十年来北大西洋TC数量的有据可查的趋势。在没有其他影响的情况下，这种差异导致在炎热的年份，沿海岸均匀的模型登陆率显着增加。在地理分布的成因和TC传播的冷热差异并没有显着改变整体的登陆率差异的模型中，和净登陆率是1/4.7年，在炎热的年份和1/3.1年，在寒冷的年份。然而，SST对生成地点和传播的影响确实改变了登陆的地理分布。尤卡坦半岛在炎热年份的登陆率是寒冷年份的3倍，而美国大西洋中部海岸没有明显变化。与佛罗里达州、美国墨西哥湾沿岸、墨西哥湾沿岸和尤卡坦半岛的所有年份相比，炎热年份的登陆概率增加，置信度至少为95%。
2008-01-07 physics.ao-ph
Do the recent severe droughts in the Amazonia have the same period of length?
我们提出了一个新的措施的基础上干旱期的长度，以评估最近两次严重干旱的2005年和2010年在亚马逊河流域的时间差异。该措施的敏感性表明，通过揭示不同的空间响应机制的亚马逊东北部和西南部（NA，SA）周围的海表温度（SST）的变化。太平洋和大西洋对亚马逊河流域的降水模式有不同的作用。更具体地说，北大西洋非常干燥的时期受到厄尔尼诺事件的影响，而南大西洋非常干燥的时期受到北大西洋海温异常变暖的影响。我们令人信服地表明，干旱2005年袭击SA，这是由北大西洋唯一。2010年的干旱分为两个阶段：（1）2009年8月受厄尔尼诺事件影响，北大西洋干旱开始;（2）北大西洋海温异常偏高，导致干旱中心转移到南大西洋，进一步加剧了对空间覆盖的影响。
2015-06-11 physics.ao-ph
Role of the North Atlantic in Indian Monsoon Droughts
印度季风干旱的预测是基于赤道太平洋温暖异常导致的季节性降雨不足的概念。在这里，我们表明，事实上，在过去的一个世纪中，近一半的干旱是次季节性的，其特点是季节末降雨量突然下降。此外，这类干旱的潜在驱动因素是北大西洋的一个连贯的寒冷异常。与这一海洋标志相关联的涡度强迫延伸穿过对流层的深度，并导致一个波列，该波列向赤道弯曲并延伸到东亚。这一上层响应在印度上空触发了一个异常的低层反气旋环流。这种来自中纬度的遥相关为提高季风干旱的可预测性提供了一个途径。
2019-11-22 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Direct observations of formation and propagation of subpolar eddies into the subtropical North Atlantic
次表面浮动和停泊的观测首次显示的反气旋亚中尺度相干涡的形成和传播，运输相对寒冷，新鲜的亚极地水的内部亚热带北大西洋。在拉布拉多海出口处向南流动的西边界流中释放的声学跟踪RAFOS浮子揭示了在大浅滩南端（42 N，50 W）形成的三个涡流。使用最近开发的方法来探测浮子轨迹中的涡旋并估计其运动学特性，发现涡旋在半径为1025公里处的平均旋转周期为5 - 7天，平均旋转速度高达0.3米/秒。一个特别长的（5.1个月）涡流穿过湾流路径，并在副热带环流中向西南移动到至少北纬35度，在那里它击中了一个角隆海山。在北纬38度、西经50度的湾流以南部署了两个系泊装置，为期9个月，对这些装置进行了速度、温度和盐度测量，结果显示，至少有两个具有相似水文和运动学特性的漩涡通过。涡旋的核心温度和盐度特性意味着它们形成于大浅滩尾部以南的拉布拉多海流的中间层。这些观测结果证实了早先的推测，即涡旋形成于这一地区，并将极冷的低盐度水直接输送到亚热带内陆。讨论了这些涡旋的可能形成机制及其对室内通风和拉布拉多海水向赤道扩散的潜在重要性。
2011-08-08 physics.ao-ph
Wave Extremes in the North East Atlantic from Ensemble Forecasts
本文提出了一种在提前期从预报集合中估计收益值的方法。东北大西洋、挪威海和北海的显着波高返回值是根据ECMWF集合预报系统（EPS）1999年至2009年存档的+240小时预报计算的。我们做三个假设：首先，每个预测代表6小时的间隔，因此数据集总体上可与226年的时间段进行比较。第二，模式气候与观测分布相匹配，我们通过与浮标数据的比较来确认。第三，集合成员是充分不相关的被认为是独立实现的模式气候。我们发现异常相关性为0.20，但峰值事件（>P97）完全不相关。通过比较来自单个成员的返回值与数据集的子样本的返回值，我们还发现估计值遵循相同的分布，并且似乎不受集合中的相关性的影响。与最近的重新预测相比，11年存档期间的年平均值和方差没有表现出明显的平稳性偏离，即，不存在由于模型升级而导致的虚假趋势。EPS产生的回报值显着高于ERA-40和ERA-Interim，并且与高分辨率后报NORA 10保持良好一致，但在未解决岛屿的背风面（EPS高估）和封闭海域（EPS偏低）除外。由于数据集的大小，置信区间是ERA中期的一半宽度。
2013-04-04 physics.ao-ph
Physics of an AMOC Overshoot in a Box Model
本研究用箱式模型分析AMOC过冲物理过程，发现高强迫速率可防其崩溃，大过冲与近临界点过冲的海气耦合效应相反，成果助于理解地球系统模型结果及评估气候策略。
2025-04-17 physics.ao-ph
Predicting Atlantic Multidecadal Variability
MIT（麻省理工学院）；WHOI（伍兹霍尔海洋研究所）
大西洋年代际变率（AMV）描述了北大西洋海表温度的变化，其典型周期为60 - 70年。AMV对北美和欧洲的局地气候有很强的影响，因此AMV的预测，特别是极端值的预测，对于认识和应对区域气候变化具有重要的社会意义。这项工作测试了多个机器学习模型，以改善北大西洋地区海表面温度、盐度和海平面压力地图的AMV预测状态。我们使用的数据来自社区地球系统模型1大型Ensemble项目，这是一个拥有3，440年数据的最先进的气候模型。我们的研究结果表明，我们使用的所有模型都优于传统的持续性预测基线。预测AMV对于提前25年确定欧洲和北美未来的极端温度和降水以及飓风活动非常重要。
2021-10-29 cs.CV cs.LG physics.ao-ph
Is there a hot spot of sea-level rise acceleration along the mid-Atlantic United States? A Gaussian process decomposition of tide gauge records
为了测试一个假设的快于全球海平面加速沿美国大西洋中部，我构建了一个高斯过程模型，分解验潮仪数据到短期的变化和长期的趋势，并进入全球连贯，区域连贯和本地组件。虽然验潮仪记录表明，从1975年开始，美国大西洋中部海平面上升速度快于全球，但这种加速可能反映了长期趋势或海洋动力学变化的开始。这种加速需要持续约20年，大西洋中部和美国东南部之间的海平面梯度的增加速度才能被判断为20世纪的标准是前所未有的。然而，梯度与大西洋多年代际振荡，北大西洋振荡，和湾流北墙指数，所有这些都是目前在过去的变化范围内。
2013-07-17 physics.ao-ph physics.geo-ph
Sustenance of phytoplankton in the subpolar North Atlantic during the winter through patchiness
本研究探讨了两个因素的影响，改变混合层深度，并可能有助于浮游植物的营养在冬季：1）的变化海气通量和2）三维过程所产生的强锋。为了研究这些因素的作用，我们进行了几个三维数值模拟强迫与海气通量在不同的时间平均频率以及不同的空间分辨率。结果表明，在冬季，当平均混合层远深于透光层，白天短，浮游植物生产是相对不敏感的高频变化的海气通量。由于海气通量的高频变化，上层海洋层化的持续时间很短，因此对浮游植物生产的影响很小。另一方面，锋面的下沉造成了片状的、分层的、浅的区域，这些区域比由海气通量变化引起的分层持续的时间要长得多。模拟结果表明，在春季变暖之前，有锋的平均MLD比无锋的平均MLD浅约700 m。因此，锋面增加了浮游植物在透光层中的停留时间，有助于浮游植物的生长。结果表明，在春季变暖之前，浮游植物浓度的深度综合值约为无锋时的2倍。因此，锋是重要的设置MLD和维持浮游植物在冬季。模式结果还表明，更高的数值分辨率导致更强的抑制，更浅的混合层，更大的变化在MLD和更高的生产力的浮游植物。
2017-11-18 physics.ao-ph
A global hybrid coupled model based on Atmosphere-SST feedbacks
建立了一个全球混合耦合模式，旨在研究海气反馈对大西洋纬向翻转环流稳定性的影响。该模式包括一个全球海洋环流模式和一个统计大气模式。大气统计模式是根据一个完全耦合的气候模式对当地和半球平均海表温度数据进行线性回归得出的，是大西洋纬向翻转变率的足迹。它为海洋模式提供了热量、淡水和风应力的动态边界条件。混合耦合模式捕捉到了海洋-大气反馈的基本但一致的表示，并且比完全耦合的气候模式快十倍以上。混合耦合模式达到了一个恒定状态，与一个完全耦合的气候模式的气候接近，这两个模式也有类似的响应（崩溃）的大西洋纬向翻转环流的淡水软管应用在北大西洋北部。
2012-01-30 nlin.CD physics.ao-ph
Jet Latitude Regimes and the Predictability of the North Atlantic Oscillation
近年来，数值天气预报模式已经开始显示出显着水平的技能，在预测平均冬季北大西洋涛动（NAO）时，提前一个月初始化。与此同时，这些模型预测显示出异常低的信噪比，这被称为“信噪比悖论”。我们分析的技能和信噪比的综合预报系统（IFS），欧洲中期天气预报中心（ECMWF）模式，在集合后报实验。具体来说，我们研究的贡献，都从北大西洋涡驱动喷气机的政权动态。这是通过构建一个统计模型，捕捉固有的可预测性的三峰射流纬度系统，并拟合其参数再分析和IFS数据。在这个制度系统的可预报性是由年际变化的持久性的喷流纬度制度，这决定了首选的状态射流。我们表明，IFS有技能在预测这种变化的持久性：因为喷流的位置强烈影响NAO，这自动生成技能在预测NAO。我们表明，IFS在预测冬季NAO在1980-2010年期间的所有技能可以归因于它的技能，以这种方式预测制度的持久性。同样，IFS低估状态持续性的倾向可以解释低的信噪比，给出了一个可能的解释信噪比悖论。最后，我们研究外部强迫如何驱动射流持久性的变化，以及强调瞬态斜压涡反馈调制制度的持久性所发挥的作用。
2019-10-02 nlin.CD physics.ao-ph
New Physics-Based Early Warning Signal shows AMOC is on Tipping Course
研究展示了GCM中首个AMOC倾覆事件，并基于此开发出以大西洋南边界淡水输运最小值为指标的物理早期预警信号，发现当前AMOC正走向倾覆。
2023-08-03 physics.ao-ph
Transition paths of North Atlantic Deep Water
我们使用过渡路径理论（TPT）的框架，在统计上更强大的方式比以前的分析，赤道航线的北大西洋深层水（NADW）在副极地北大西洋。TPT适用于所有现有的RAFOS和阿尔戈浮标在该地区的拉格朗日动力学描述的轨迹离散化的手段。通过考虑不同深度的漂浮物，我们研究了NADW在其上层（UNADW）和下层（LNADW）的过渡路径。我们发现，大多数的UNADWs过渡路径来源于拉布拉多和西南Irminger海到达一个目标的西侧，该目标沿次极地北大西洋域的南部边缘访问的浮子带状排列。这是以组织良好的深边界电流（DBC）的形式实现的。来源于雷克雅内斯海脊以西的LNADW过渡路径显示出类似的模式，而来源于海脊以东的LNADW过渡路径被发现通过DBC以及沿其的其他几个地方以较不有组织的方式击中目标的西侧，表明沿大西洋中脊的东部和西部侧翼向南流动。肉眼观察轨迹表明，一般来说，北大西洋水向赤道的扩散路径要大得多。流域的源独立的动态分解成类似的向后时间盆地的吸引力，超出了轨迹的直接检查的范围，揭示了一个更广泛的影响的西侧的目标，联合国城市水资源规划署比LNADW。就联合国土著水方案而言，拉布拉多海和伊尔明格海的路径平均预期持续时间为2至3年。对于LNADW，发现持续时间受到Reykjanes海脊的影响，从海脊西侧开始的持续时间长达8年，从海脊东侧开始的持续时间平均约为3年。
2022-05-24 math.PR nlin.CD physics.ao-ph
Future Decline of African Dust: Insights from the Recent Past and Paleo-records
非洲尘埃在一系列时间尺度上表现出很强的变异性。在这里，我们表明，在大西洋SST（ICAS）的半球间的对比驱动非洲沙尘的年际，几十年和千年的时间尺度上的变化，和一个强大的人为减少非洲沙尘在未来可以预期由于ICAS的预计增加。在最近的过去，ICAS被发现与远至1851年的各种尘埃观测和代理显着相关。在物理上，ICAS的正异常引起大规模的环流变化，将热带辐合带合带（ITCZ）推向北方，降低非洲沙尘源区的地面风速，从而减少沙尘排放和向热带大西洋的输送。ICAS-ITCZ-尘埃的关系也得到了过去17,000年古气候观测的有力支持。非洲沙尘变化的ICAS驱动力与沙尘活动和萨赫勒降水6、北大西洋涛动7以及北非地面风速模式的时间序列8之间有记录的关系是一致的，并提供了一个统一的框架来理解它们。ICAS与沙尘的联系意味着，通过排放温室气体和污染物改变ICAS的人类活动已经并将继续影响非洲沙尘。气候模式预测，ICAS的人为增加可以推动ICAS值在本世纪末超过全新世期间达到的最高水平，并将非洲的沙尘活动从目前的水平减少多达60%，这对北大西洋地区和其他地区的气候方面产生了广泛的影响。
2018-04-19 physics.ao-ph
Tracing the origin of tropical North Atlantic Sargassum blooms to West Africa
University of Miami（迈阿密大学）；Florida State University（佛罗里达州立大学）；Morgridge Institute for Research（莫格里奇研究所）
通过模拟浮游Sargassum筏的动态，结合贝叶斯反演和非自治转移路径理论，确定2011年热带大西洋首次浮游生物群落的起源地为西非海岸，支持2009年加纳海岸的Sargassum搁浅现象。
2026-04-06 math.PR nlin.CD physics.ao-ph
CNN-based forecasting of early winter NAO using sea surface temperature
UMR LOCEAN, IPSL, Sorbonne Université, IRD, CNRS, MNHN（洛里昂海洋与气候研究所，法国国家科学研究中心，索邦大学）；Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (EPOC), Université de Bordeaux（波尔多大学）
本文提出基于卷积神经网络的模型，利用提前一个月、两个月和三个月的海表温度数据预测早冬NAO，通过敏感性分析验证模型非线性关系的有效性，显示深度学习在中短期NAO预测中的潜力。
2026-09-15 physics.ao-ph
Feedback Processes causing an AMOC Collapse in the Community Earth System Model
本研究利用CESM开展准平衡强迫下AMOC崩溃的机理分析，揭示盐平流等多类反馈的作用，阐明$F_{\text{ovS}}$的稳定性指示意义，指出现代气候模型的相关偏差会低估AMOC崩溃风险。
2024-10-04 physics.ao-ph
Signal and noise in regime systems: a hypothesis on the predictability of the North Atlantic Oscillation
英国气象局进行的研究报告了他们的季节性预测系统在预测冬季NAO指数方面的显著技能。与此同时，观察到非常低的信噪比，这是使用“可预测成分比率”度量标准测量的。我们分析的技能和信噪比使用一个新的统计玩具模型，假设NAO的可预测性是由政权动态。结果表明，如果该系统是近似双峰的性质，该模型一贯低估了政权的持久性水平，每个赛季，然后都高技能和高RPC值的气象局后报可以很容易地复制。低估制度的持久性可以归因于任何数量的模式误差来源，包括不完善的制度结构或遥相关传播的错误。特别是，即使模型的内部噪声水平是现实的，也可以预期季节平均预测的高RPC值。
2019-04-30 nlin.CD physics.ao-ph
Bifurcation analysis of a North Atlantic Ocean box model with two deep-water formation sites
本文通过对具有两个极地深水形成位点的简单北大西洋箱式模型进行分岔分析，揭示了淡水与热力强迫差异如何导致 AMOC 进入“部分关闭”状态。
2023-06-08 math.DS physics.ao-ph
Investigating Central England Temperature Variability: Statistical Analysis of Associations with North Atlantic Oscillation (NAO) and Pacific Decadal Oscillation (PDO)
本研究利用1723-2023年CET数据，通过ARIMA和ARIMAX模型及频谱分析，发现NAO对英格兰中部温度变率的影响强于PDO，为理解区域气候动力学提供了框架。
2024-12-14 physics.ao-ph stat.ME
Limits to predictability of the asymptotic state of the Atlantic Meridional Overturning Circulation in a conceptual climate model
本研究利用快慢耦合的概念气候模型，探究大西洋经向翻转环流的终态敏感性，发现分形吸引域边界导致其渐近状态的第二类可预测性趋近于零，为气候临界点预测及高维气候模型解释提供了参考。
2023-12-18 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.ao-ph
Mixing and Geometry in the North Atlantic Meridional Overturning Circulation
本研究利用拉格朗日相干结构分析AMOC的三维输送路径，揭示了Flemish Cap区域深水快速上升及Irminger Sea极深水与表层新上升连接的混合几何特征。
2024-12-23 nlin.CD physics.ao-ph physics.flu-dyn
Do AI models predict storm impacts as accurately as physics-based models? A case study of the February 2020 storm series over the North Atlantic
University of Bern（伯尔尼大学）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；University of Lausanne（洛桑大学）
本研究比较数据驱动AI模型与基于物理的数值模型在预测2020年2月英国连续风暴系列时的表现，发现AI模型在周时间尺度上预测海平面气压和地面风具有一定优势，但可能忽略物理约束，需与物理方法结合以实现可靠的影响预报。
2025-11-03 physics.ao-ph
Predictability of climate anomalies in the regions of Northern Eurasia in the spring-summer months in 2024 in connection with El Nino
本文研究2024年厄尔尼诺向拉尼娜转变背景下北亚地区春夏气候异常的可预测性，重点分析欧洲俄罗斯高温干旱风险，并比较不同厄尔尼诺指数及大气阻塞和太平洋年代际振荡的影响。
2024-03-30 physics.ao-ph
Hamiltonian distributed chaos in the north-south dipole and quadrupole teleconnections
结果表明，在北半球，北大西洋（NAO）、东太平洋（EPO）、西太平洋（WPO）偶极振荡和太平洋/北美四极型（PNA）等南北遥相关在日尺度和季内尺度上都是由Hamilton分布的混沌控制的。简要讨论了偶极振荡和四极振荡混沌特性的差异及其与地面气温的关系。在这种情况下，PNA四极模式的北极涛动和格陵兰阻塞现象的混沌光谱亲和力已被认为是在这方面。
2018-08-06 physics.ao-ph
An Interpretable Latent Space reveals changing dynamics of European heatwaves
Institute for Environmental Studies, Vrije Universiteit Amsterdam（阿姆斯特丹自由大学环境研究所）；Royal Netherlands Meteorological Institute (KNMI)（荷兰皇家气象研究所）；Leipzig Institute for Meteorology (LIM), Universität Leipzig（莱比锡大学气象研究所）
本文利用变分自编码器分析欧洲热浪的潜在空间，揭示热浪环流随时间的变化趋势，发现大西洋喷流型热浪频率增加，而大西洋高压型热浪频率降低。
2025-12-18 physics.ao-ph
Effects of Climate Change on Moroccan Coastal Upwelling: Relationships between the NAO, Upwelling Index, and Sea Surface Temperature (1978-2024)
The Hassania School of Public Works（哈萨尼亚公共工程学校）
本研究分析了气候变化对摩洛哥海岸上升流的影响，揭示了NAO、CUI与SST之间的关系及时空动态，发现变暖加速与局部冷却的矛盾，强调了渔业和旅游业的适应性管理需求。
2025-12-16 physics.ao-ph
North Atlantic thermohaline circulation predictability in a coupled ocean-atmosphere model
建立了GFDL耦合海气环流模式模拟的北大西洋温盐环流（THC）变率的可预报性集合试验。该集合由相同的海洋初始条件下的模式大气随机选择的模式气候。这个实验设计是基于分离的时间尺度存在于模型中，这激发了这样的假设，即从这些集合推导出的可预测性提供了一个上限模型的THC的可预测性。气候学是从一个多世纪的模式集成，其THC的变化有权力集中在40-60年的时间尺度。一个线性随机的角度来看，一般是一致的合奏统计。线性理论认为集合可预报性的自然量度是集合方差成为气候方差的主观定义分数（这里使用的是0.5）的时间。此外，感兴趣的是将模型的THC的快速去相关部分的可预测性与较长时间相关部分区分开。快速去相关部分显示了$\approx 1.5$年的可预测性。较慢的部分显示了$\approx 5-7$年的可预测性。线性随机框架提供了一个最佳的预测模型的THC的可变性和理解为什么最佳预测是无用的超过一个特定的限制的直接建设。
1995-03-10 ao-sci physics.ao-ph
Climate change alters teleconnections
Department of Earth and Planetary Sciences and School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University（哈佛大学地球与行星科学系及工程与应用科学学院）
研究通过协方差指纹法和多元线性回归，揭示人为气候变化对遥相关模式的影响及未来变化预测
2025-12-27 physics.ao-ph physics.geo-ph
Dissipating the correlation smokescreen: Causal decomposition of the radiative effects of biomass burning aerosols over the South-East Atlantic
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；NOAA（美国国家海洋和大气管理局）；Colorado State University（科罗拉多州立大学）；University of Lausanne（洛桑大学）；GeoSphere Austria（奥地利地球科学研究所）
研究通过因果图方法分析生物燃烧气溶胶对南大西洋短波辐射的影响，发现其辐射冷却效应可分解为三个路径，并提出消除观测偏差以改进气候模型。
2026-04-09 physics.ao-ph
Improved simulation of El Niño and its influence on the climate anomalies of the East Asia-western North Pacific in the ICM Version 2
本文介绍了综合气候模式（ICM）的第二个版本。ICM是中国科学院大气物理学研究所季风系统研究中心为改进东亚-西北太平洋短期气候预测而开发的。第二版ICM（ICM.V2）相对于第一版ICM（ICM.V1）的主要更新是大气模式的水平分辨率从T31光谱分辨率（3.75°*3.75°）提高到T63（1.875°*1.875°）。结果表明，从ICM.V1到ICM.V2，EA-WNP短期气候预测的一些重要因子，包括气候学SST、东亚夏季风的降水和环流、ENSO的变率和空间分布，都有明显的改善。ICM.V2模拟的厄尔尼诺对东亚-西北太平洋气候的影响也得到了改善，东亚-西北太平洋上空的反气旋异常和降水模式更加真实。热带印度洋电容效应和西北太平洋局地海气相互作用反馈机制是解释厄尔尼诺对东亚-西北太平洋气候影响的两种常用机制，ICM.V2也较ICM.V1真实地再现了这两种机制，并有较大改进。
2020-12-10 physics.ao-ph
