Monitoring sudden stratospheric warmings using radio occultation: a new approach demonstrated based on the 2009 event
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. We introduce a new method to detect and monitor sudden stratospheric warming (SSW) events using Global Navigation Satellite System (GNSS) radio occultation (RO) data at high northern latitudes and demonstrate it for the well-known January–February 2009 event. We first construct RO temperature, density, and bending angle anomaly profiles and estimate vertical-mean anomalies in selected altitude layers. These mean anomalies are then averaged into a daily updated 5∘ latitude × 20∘ longitude grid over 50–90∘ N. Based on the gridded mean anomalies, we employ the concept of threshold exceedance areas (TEAs), the geographic areas wherein the anomalies exceed predefined threshold values such as 40 K or 40 %. We estimate five basic TEAs for selected altitude layers and thresholds and use them to derive primary-, secondary-, and trailing-phase TEA metrics to detect SSWs and to monitor in particular their main-phase (primary- plus secondary-phase) evolution on a daily basis. As an initial setting, the main phase requires daily TEAs to exceed 3×106 km2, based on which main-phase duration, area, and overall event strength are recorded. Using the January–February 2009 SSW event for demonstration, and employing RO data plus cross-evaluation data from analysis fields of the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), we find the new approach has strong potential for detecting and monitoring SSW events. The primary-phase metric shows a strong SSW emerging on 20 January, reaching a maximum on 23 January and fading by 30 January. On 22–23 January, temperature anomalies over the middle stratosphere exceeding 40 K cover an area of more than 10×106 km2. The geographic tracking of the SSW showed that it was centered over east Greenland, covering Greenland entirely and extending from western Iceland to eastern Canada. The secondary- and trailing-phase metrics track the further SSW development, where the thermodynamic anomaly propagated downward and was fading with a transient upper stratospheric cooling, spanning until the end of February and beyond. Given the encouraging demonstration results, we expect the method to be very suitable for long-term monitoring of how SSW characteristics evolve under climate change and polar vortex variability, using both RO and reanalysis data.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».