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Enhanced extended‐range predictability of the 2018 late‐winter Eurasian cold spell due to the stratosphere

Kautz, Lisa-Ann und Polichtchouk, Inna und Birner, Thomas und Garny, Hella und Pinto, Joaquim (2020) Enhanced extended‐range predictability of the 2018 late‐winter Eurasian cold spell due to the stratosphere. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 146 (727), Seiten 1040-1055. Wiley. doi: 10.1002/qj.3724. ISSN 0035-9009.

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18MB

Offizielle URL: https://rmets.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/qj.3724?af=R

Kurzfassung

A severe cold spell with surface temperatures reaching 10 K below its climatology hit Eurasia during late February/early March 2018. This cold spell was associated with a Scandinavian blocking pattern followed by an extreme negative North Atlantic Oscillation (NAO) phase. Here we explore the predictability of this cold spell/NAO event using ensemble forecasts from the Subseasonalto-Seasonal (S2S) archive of the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts. We find that this event was predicted with the observed strength roughly 10 days in advance. However, the probability of the cold spell occurring doubled up to 25 days in advance, when a sudden stratospheric warming (SSW) occurred. Our results indicate that the amplitude of the cold spell was increased by a regime shift to the negative NAO phase at the end of February, which was likely favoured by the SSW. We quantify the contribution of the SSW to the enhanced extended-range forecast skill for this particular event by running forecast ensembles in which the evolution of the stratosphere is nudged to (a) the observed evolution, and (b) a time-invariant state. In the experiment with nudging to the observed stratospheric evolution, the probability of a strong cold spell occurring is enhanced to 45%, while it is at its climatological value of 5% when the stratosphere is nudged to a time-invariant state. These results showing enhanced predictability of surface extremes following SSWs extend previous observational evidence, which is mostly based on composite analyses, to a single event. Our results suggest that it is the subsequent evolution throughout the lower stratosphere following the SSW, rather than the occurrence of the SSW itself, that is crucial in coupling to large-scale tropospheric flow patterns. However, we caution that probabilistic gain in predictability alone is insufficient to conclude a causal link between the SSW and the cold spell event.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/134943/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Enhanced extended‐range predictability of the 2018 late‐winter Eurasian cold spell due to the stratosphere
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kautz, Lisa-AnnKIT, KarlsruheNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Polichtchouk, InnaECMWF, Reading, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Birner, ThomasMIM, Univ. MünchenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Garny, HellaDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pinto, JoaquimKIT, KarlsruheNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:3 März 2020
Erschienen in:Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:146
DOI:10.1002/qj.3724
Seitenbereich:Seiten 1040-1055
Verlag:Wiley
ISSN:0035-9009
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Stratosperic sudden warmings, Predictability, North Atlantic Oscillation
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Atmosphären- und Klimaforschung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Erdsystem-Modellierung
Hinterlegt von: Garny, Hella
Hinterlegt am:15 Mai 2020 17:24
Letzte Änderung:19 Mai 2020 12:34

Verfügbare Versionen dieses Eintrags

  • Enhanced extended‐range predictability of the 2018 late‐winter Eurasian cold spell due to the stratosphere. (deposited 15 Mai 2020 17:24) [Gegenwärtig angezeigt]

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