Influence of the variability of the Kuroshio, the Oyashio, and the Pacific decadal oscillation on the northern hemisphere atmospheric circulation during the cold season
Influence de la variabilité du Kuroshio, de l'Oyashio, et de l'Oscillation décennale du Pacifique sur la circulation atmosphérique de l'hémisphère nord pendant la saison froide
Résumé
The aim of this work is to study the influence on the atmosphere of the variability of the oceanic fronts associated with the Kuroshio and Oyashio Extensions (KE and OE), and to differentiate it from the influence of the main SST mode of the North Pacific, in particular the Pacific Decadal Oscillation (PDO). We use the atmospheric reanalysis ERA-Interim starting from 1979, and indices that describe the variability of the KE and OE that are already available. In the first part of this work, we focus on the KE influence, using lag partial regression analysis with the ENSO signal removed. We show that in October to January the positive phase of the KE leads to a downstream barotropic high response in the central North Pacific and over western United States, and an enhanced polar vortex. We try to understand the mechanisms behind this atmospheric response analyzing the KE influence on the synoptic activity. In the second part, we use a multivariate statistical method that allows us to analyze in parallel the atmospheric response to different oceanic forcings that may be correlated to each other. In addition to the KE and OE indices, we include in the analysis the main modes of SST variability of the tropical and northern hemisphere oceans, such as the PDO in the North Pacific and ENSO in the tropical Pacific. We also include sea ice variability in the Arctic. The atmospheric response being very dependent on the mean background flow, we distinguish between three seasons: early winter (OND), winter (DJF) and late winter (FMA).
L'objectif de cette thèse est d'étudier l'influence sur l'atmosphère de la variabilité des fronts océaniques associés aux extensions du Kuroshio (KE) et de l'Oyashio (OE), et de la différencier de l'influence des modes de variabilité grande échelle de la SST du Pacifique Nord, en particulier l'oscillation décennale du Pacifique (PDO). Nous utilisons pour cela la réanalyse atmosphérique ERA-Interim à partir de 1979, et des index déjà disponibles décrivant la variabilité des courants. Dans une première partie, nous nous focalisons sur l'influence du KE, en utilisant une méthode statistique de régression partielle avec décalage temporel, avec filtrage en amont du signal lié aux téléconnexions ENSO. Nous montrons que la phase positive du KE induit une réponse atmosphérique significative équivalente barotrope pendant la saison d'octobre à janvier, avec une anomalie positive de pression au centre du Pacifique Nord et sur l'ouest des Etats-Unis, et un renforcement du vortex polaire. Dans une deuxième partie, nous utilisons une méthode statistique multivariable permettant d'analyser en parallèle les réponses atmosphériques aux différents forçages océaniques pouvant être corrélés entre eux. Cette méthode permet d'inclure, outre les indices décrivant la variabilité du KE et de l'OE, les principaux modes de variabilité grande échelle de la SST tels que la PDO qui est très corrélée à l'OE, les modes tropicaux tels qu'ENSO, mais également la variabilité de la glace de mer. La réponse atmosphérique étant très dépendante de l'état moyen de l'atmosphère, nous distinguons trois saisons : le début d'hiver (OND), l'hiver (DJF), et la fin d'hiver (FMA).
Domaines
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