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The different stratospheric influence on cold-extremes in Eurasia and North America

Kretschmer, Marlene und Cohen, Judah und Matthias, Vivien und Runge, Jakob und Coumou, Dim (2018) The different stratospheric influence on cold-extremes in Eurasia and North America. npj Climate and Atmospheric Science, 1 (1), Seite 44. Springer. doi: 10.1038/s41612-018-0054-4. ISSN 2397-3722.

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Offizielle URL: http://www.nature.com/articles/s41612-018-0054-4

Kurzfassung

The stratospheric polar vortex can influence the tropospheric circulation and thereby winter weather in the mid-latitudes. Weak vortex states, often associated with sudden stratospheric warmings (SSW), have been shown to increase the risk of cold-spells especially over Eurasia, but its role for North American winters is less clear. Using cluster analysis, we show that there are two dominant patterns of increased polar cap heights in the lower stratosphere. Both patterns represent a weak polar vortex but they are associated with different wave mechanisms and different regional tropospheric impacts. The first pattern is zonally symmetric and associated with absorbed upward-propagating wave activity, leading to a negative phase of the North Atlantic Oscillation (NAO) and cold-air outbreaks over northern Eurasia. This coupling mechanism is well-documented in the literature and is consistent with the downward migration of the northern annular mode (NAM). The second pattern is zonally asymmetric and linked to downward reflected planetary waves over Canada followed by a negative phase of the Western Pacific Oscillation (WPO) and cold-spells in Central Canada and the Great Lakes region. Causal effect network (CEN) analyses confirm the atmospheric pathways associated with this asymmetric pattern. Moreover, our findings suggest the reflective mechanism to be sensitive to the exact region of upward wave-activity fluxes and to be state-dependent on the strength of the vortex. Identifying the causal pathways that operate on weekly to monthly timescales can pave the way for improved sub-seasonal to seasonal forecasting of cold spells in the mid-latitudes.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/126426/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:The different stratospheric influence on cold-extremes in Eurasia and North America
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kretschmer, MarleneNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cohen, JudahNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Matthias, VivienNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Runge, JakobInstitute of Data Sciencehttps://orcid.org/0000-0002-0629-1772NICHT SPEZIFIZIERT
Coumou, DimNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2018
Erschienen in:npj Climate and Atmospheric Science
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:1
DOI:10.1038/s41612-018-0054-4
Seitenbereich:Seite 44
Verlag:Springer
ISSN:2397-3722
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Atmospheric dynamics,Climate change
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - keine Zuordnung
Standort: Jena
Institute & Einrichtungen:Institut für Datenwissenschaften
Hinterlegt von: Runge, Jakob
Hinterlegt am:08 Feb 2019 08:17
Letzte Änderung:15 Jun 2023 08:51

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