Is Missing Orographic Gravity Wave Drag near 60°S the Cause of the Stratospheric Zonal Wind Biases in Chemistry–Climate Models?
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Nearly all chemistry–climate models (CCMs) have a systematic bias of a delayed springtime breakdown of the Southern Hemisphere (SH) stratospheric polar vortex, implying insufficient stratospheric wave drag. In this study the Canadian Middle Atmosphere Model (CMAM) and the CMAM Data Assimilation System (CMAM-DAS) are used to investigate the cause of this bias. Zonal wind analysis increments from CMAM-DAS reveal systematic negative values in the stratosphere near 60°S in winter and early spring. These are interpreted as indicating a bias in the model physics, namely, missing gravity wave drag (GWD). The negative analysis increments remain at a nearly constant height during winter and descend as the vortex weakens, much like orographic GWD. This region is also where current orographic GWD parameterizations have a gap in wave drag, which is suggested to be unrealistic because of missing effects in those parameterizations. These findings motivate a pair of free-running CMAM simulations to assess the impact of extra orographic GWD at 60°S. The control simulation exhibits the cold-pole bias and delayed vortex breakdown seen in the CCMs. In the simulation with extra GWD, the cold-pole bias is significantly reduced and the vortex breaks down earlier. Changes in resolved wave drag in the stratosphere also occur in response to the extra GWD, which reduce stratospheric SH polar-cap temperature biases in late spring and early summer. Reducing the dynamical biases, however, results in degraded Antarctic column ozone. This suggests that CCMs that obtain realistic column ozone in the presence of an overly strong and persistent vortex may be doing so through compensating errors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».