Ayarzagüena, Blanca and Charlton-Perez, A. J. and Butler, A. and Hitchcock, Peter and Simpson, Isla R. and Polvani, Lorenzo M. and Butchart, N. and Gerber, E. P. and Gray, Lesley and Hassler, Birgit and Lin, P. and Lott, F. and Manzini, E. and Mizuta, R. and Orbe, Clara and Osprey, S.M. and Saint-Martin, David and Sigmond, M. and Taguchi, M. and Volodin, E.M. and Watanabe, S. (2020) Uncertainty in the response of sudden stratospheric warmings and stratosphere‐troposphere coupling to quadrupled CO2 concentrations in CMIP6 models. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 125 (6), e2019JD032345/1-21. Wiley. doi: 10.1029/2019JD032345. ISSN 0148-0227.
PDF
- Published version
20MB |
Official URL: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2019JD032345
Abstract
Major sudden stratospheric warmings (SSWs), vortex formation, and final breakdown dates are key highlight points of the stratospheric polar vortex. These phenomena are relevant for stratosphere‐troposphere coupling, which explains the interest in understanding their future changes. However, up to now, there is not a clear consensus on which projected changes to the polar vortex are robust, particularly in the Northern Hemisphere, possibly due to short data record or relatively moderate CO2 forcing. The new simulations performed under the Coupled Model Intercomparison Project, Phase 6, together with the long daily data requirements of the DynVarMIP project in preindustrial and quadrupled CO2 (4xCO2) forcing simulations provide a new opportunity to revisit this topic by overcoming the limitations mentioned above. In this study, we analyze this new model output to document the change, if any, in the frequency of SSWs under 4xCO2 forcing. Our analysis reveals a large disagreement across the models as to the sign of this change, even though most models show a statistically significant change. As for the near‐surface response to SSWs, the models, however, are in good agreement as to this signal over the North Atlantic: There is no indication of a change under 4xCO2 forcing. Over the Pacific, however, the change is more uncertain, with some indication that there will be a larger mean response. Finally, the models show robust changes to the seasonal cycle in the stratosphere. Specifically, we find a longer duration of the stratospheric polar vortex and thus a longer season of stratosphere‐troposphere coupling.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/134326/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Uncertainty in the response of sudden stratospheric warmings and stratosphere‐troposphere coupling to quadrupled CO2 concentrations in CMIP6 models | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Date: | 27 March 2020 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Journal of Geophysical Research: Atmospheres | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 125 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1029/2019JD032345 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | e2019JD032345/1-21 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Wiley | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 0148-0227 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | CMIP6, sudden stratospheric warmings, changing climate | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Earth Observation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R EO - Earth Observation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - Atmospheric and climate research | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Atmospheric Physics Institute of Atmospheric Physics > Earth System Model Evaluation and Analysis | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Hassler, Dr. Birgit | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 23 Mar 2020 22:37 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 19 Feb 2021 09:26 |
Repository Staff Only: item control page