Ocean-atmosphere interaction at the Gulf Stream sea surface temperature front: variability and impacts on midlatitude atmospheric circulation

Abstract

Studi recenti mostrano che il fronte della corrente del Golfo (GSF) è un ingrediente essenziale del clima dell’emisfero nord. La natura dell’interazione aria-oceano associata alla variabilità del GSF non è però compresa. Questa tesi analizza in primis la risposta atmosferica allo slittamento meridionale del GSF e la sua dipendenza dalla risoluzione dei modelli, adoperando simulazioni atmosferiche multi-modello e la rianalisi ERA5. Infine, la tesi analizza le caratteristiche spettrali dell’interazione NAO-GSF e i meccanismi attraverso cui la NAO forza lo slittamento del GSF, usando rianalisi atmosferiche e oceaniche. In merito al primo punto, i risultati mostrano che lo slittamento del GSF induce anomalie locali di calore diabatico che vengono bilanciate principalmente dal moto verticale e dal transporto meridionale degli eddy transienti. Sulla larga scala, lo slittamento del GSF è associato con lo slittamento omo-direzionale dell’eddy-driven jet e dello storm-track. La risposta atmosferica risulta però dipendente dalla risoluzione dei modelli. Solo quelli con una risoluzione più elevata di 50 km riproducono una risposta simile alle anomalie osservate. In merito al secondo punto, i risultati mostrano che la NAO e la posizione meridionale del GSF covariano sulla scala decadale, ma solo durante il 1972-2018. La non stazionarità di questa covariabilità decadale è mostrata anche dalla dipendenza della loro relazione lead-lag dal tempo. Il lag tra la NAO e la risposta del GSF sulla scala decadale può essere interpretato come effetto di diversi meccanismi. Non tutti però sono stazionari. Vi è evidenza della propagazione di onde Rossby solo prima del 1990, cosa che può spiegare la dipendenza della relazione lead-lag NAO-GSF dal tempo.