Atlantic multidecadal variability in an ensemble of multi-century climate simulations

Abstract

La variabilità multidecadale dell’Atlantico (Atlantic Multidecadal Variability, AMV) è un pattern coerente di variabilità della temperatura superficiale del Nord Atlantico (North Atlantic Sea Surface Temperature, NA SST), che incide su diverse componenti del sistema climatico nella regione dell’Atlantico e nelle aree circostanti. La nostra conoscenza attuale dell’AMV è basata su un record di osservazioni relativamente breve, che limita duramente la nostra comprensione dei meccanismi coinvolti e la caratterizzazione della componente a bassa frequenza dello spettro di variabilità. Allo scopo di quantificare accuratamente il contributo antropogenico ai cambiamenti climatici osservati, è essenziale capire meglio la variabilità climatica naturale che avviene a scale temporali lunghe. In questo studio l’AMV è esaminato in un insieme di simulazioni climatiche multisecolari e preindustriali, ottenute da diversi modelli accoppiati di circolazione generale. In queste simulazioni l’AMV mostra un comportamento non stazionario, che è valutato oggettivamente mediante un test statistico. Sono analizzati i pattern di teleconnessione a larga scala associati all’evoluzione dell’AMV e la relazione tra il comportamento dell’AMV e l’Atlantic meridional overturning circulation (AMOC). Un’analisi multi-modello dell’AMV ci permette di investigare le somiglianze e le differenze in un insieme di modelli climatici allo stato dell’arte e di identificare i modi di variabilità prevalenti che implicano diverse interazioni atmosfera-oceano su scale decadali e più lunghe. Nella maggior parte dei modelli una scala temporale più corta (∼20 anni) sembra alternarsi a una scala temporale più lunga (∼60 anni) con un passaggio graduale da una all’altra attraverso le varie epoche. La scala più corta appare essere associata a un pattern di tripolo per le NA SST che corrisponde a un forzante di tipo-NAO; mentre la scala più lunga presenta un pattern monopolare per le SST, tipo-AMV, che corrisponde a un accoppiamento più debole con l’atmosfera. Poiché questi modi sono particolarmente evidenti nel modello MPI-ESM-P, questo è stato scelto come caso studio per approfondire la spiegazione dinamica del comportamento dell’AMV: il suo spettro dell’AMV presenta due picchi distinti, corrispondenti a una scala temporale corta (nella banda 20-40 anni) e una scala temporale lunga (nella banda 40-80 anni). I risultati mostrano che la non stazionarietà dell’intera serie temporale è dovuta principalmente alla scala temporale lunga, e che la differenza tra i due modi dipende dal ruolo della salinità come guida della circolazione, che prevale per la scala lunga. Il comportamento non stazionario identificato nella maggior parte dei modelli suggerisce che il carattere dell’AMV osservato potrebbe subire cambiamenti significativi in futuro. Quest’analisi, tuttora in corso, fornirà una nuova comprensione sulla dinamica della variabilità dell’AMV.