Sensitivities of modelled water vapour in the lower stratosphere: temperature uncertainty, effects of horizontal transport and small-scale mixing
Notice bibliographique
Résumé
Water vapour (H 2 O) in the upper troposphere and lower stratosphere (UTLS) has a significant role for global radiation. A realistic representation of H 2 O is therefore critical for accurate climate model predictions of future climate change. In this paper we investigate the effects of current uncertainties in tropopause temperature, horizontal transport and small-scale mixing on simulated H 2 O in the lower stratosphere (LS). To assess the sensitivities of simulated H 2 O, we use the Chemical Lagrangian Model of the Stratosphere (CLaMS). First, we examine CLaMS, which is driven by two reanalyses, from the European Centre of Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) ERA-Interim and the Japanese 55-year Reanalysis (JRA-55), to investigate the robustness with respect to the meteorological dataset. Second, we carry out CLaMS simulations with transport barriers along latitude circles (at the Equator, 15 and 35 ∘ N/S) to assess the effects of horizontal transport. Third, we vary the strength of parametrized small-scale mixing in CLaMS. Our results show significant differences (about 0.5 ppmv) in simulated stratospheric H 2 O due to uncertainties in the tropical tropopause temperatures between the two reanalysis datasets, JRA-55 and ERA-Interim. The JRA-55 based simulation is significantly moister when compared to ERA-Interim, due to a warmer tropical tropopause (approximately 2 K). The transport barrier experiments demonstrate that the Northern Hemisphere (NH) subtropics have a strong moistening effect on global stratospheric H 2 O. The comparison of tropical entry H 2 O from the sensitivity 15 ∘ N/S barrier simulation and the reference case shows differences of up to around 1 ppmv. Interhemispheric exchange shows only a very weak effect on stratospheric H 2 O. Small-scale mixing mainly increases troposphere–stratosphere exchange, causing an enhancement of stratospheric H 2 O, particularly along the subtropical jets in the summer hemisphere and in the NH monsoon regions. In particular, the Asian and American monsoon systems during a boreal summer appear to be regions especially sensitive to changes in small-scale mixing, which appears crucial for controlling the moisture anomalies in the monsoon UTLS. For the sensitivity simulation with varied mixing strength, differences in tropical entry H 2 O between the weak and strong mixing cases amount to about 1 ppmv, with small-scale mixing enhancing H 2 O in the LS. The sensitivity studies presented here provide new insights into the leading processes that control stratospheric H 2 O, which are important for assessing and improving climate model projections.
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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 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».