Изменения климата ХХ века демонстрируют, помимо вековой тенденции глобального потепления, мультидесятилетнюю изменчивость с глобально согласованными структурами. Выявление и атрибуция таких структур требует объединения данных современных реанализов атмосферных и океанических наблюдений с оценками реакции климата на переменные воздействия на основе ансамблевых оценок климата ХХ века с помощью современных глобальных сопряжённых моделей. Эта публикация является первой частью серии статей, в которых идентичная последовательность методов распознавания образов применяется к ансамблю из 38 моделей исторических расчётов в рамках фаз 5 и 6 проекта сравнения сопряжённых моделей (CMIP5/6) и к двум наборам данных реанализа ХХ века для краткого описания их глобальной мультидесятилетней изменчивости. Основное внимание здесь уделяется характеристике глобально распределённого вынужденного отклика в приповерхностной температуре воздуха и давлении на уровне моря с использованием комбинации фильтрации шаблона максимизации сигнала к шуму (S/NP) и перемасштабирования на основе линейной регрессии. Особый новый аспект этой работы заключается в изоляции структур вынужденного отклика, общих для всего модельного ансамбля, по сравнению с остаточными откликами отдельных моделей, тем самым закладывается основа для изучения того, могут ли последние отклики служить жизнеспособным объяснением наблюдаемых мультидесятилетних климатических удалённых связей. Общий вынужденный отклик моделей CMIP5/6 доминирует над двумя модами S/NP, амплитуды которых различаются от модели к модели. S/NP-1 описывает полярное и усиленное сушей глобальное потепление с более медленной скоростью потепления до середины 60-х годов и более быстрым потеплением после. Компонент S/NP-2 характеризуется выраженной мультидесятилетней изменчивостью без особой тенденции в масштабе столетия и демонстрирует антисимметричный температурный отклик между полушариями. Сигнатура давления на уровне моря двух режимов связана с нисходящим трендом над Южным океаном и Антарктидой после середины 60-х годов и намного слабее, чем внутренняя изменчивость фона давления на уровне моря в других местах. Модели CMIP, которые имеют большой вклад от S/NP-1 и небольшой от S/NP-2 в их вынужденный отклик, как правило, демонстрируют большой глобальный средний тренд приповерхностной температуры воздуха ХХ века и наоборот. Остаточные вынужденные отклики отдельных моделей, необъяснённые S/NP 1 и 2, действительно демонстрируют мультидесятилетние вариации с появлением удалённых связей, хотя и с гораздо меньшей амплитудой, чем наблюдаемые глобально связанные отклонения климата от оцененных моделью вынужденных трендов.

 

Ссылка: https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/38/8/JCLI-D-24-0456.1.xml