Polar amplification: what does the temperature feedback have to do with it?
Notice bibliographique
Résumé
Polar amplification is a robust feature of both climate models and observations, yet its causes are still under debate. A surface temperature change attribution method based on top-of-atmosphere energy budget changes shows that the temperature feedback is about as important as the surface albedo feedback in promoting polar amplification. This thesis further examines the role of the temperature feedback --- which can be decomposed into the Planck and lapse rate feedbacks --- in polar amplification using idealized climate models.The Planck feedback is less stabilizing at high latitudes because the temperature dependence of blackbody radiation, given by the Stefan-Boltzmann law, is nonlinear. Hence a cold body needs a larger increase in temperature to reach a given increase in radiation than a warm body. In Chapter 2, I test the role of the Planck feedback by linearizing the Stefan-Boltzmann law in a grey radiation model which makes the Planck feedback latitudinally constant. I find that it does not change the pattern of surface temperature change as the lapse rate feedback, the structure of the forcing, and the convergence of atmospheric energy transport also change. I do, however, show that the nonlinearity of the Stefan-Boltzmann law affects the vertical structure of temperature change through the cold-altitudes-warm-more mechanism.In Chapter 3, I decompose the drivers of polar amplification in an idealized climate model using a single column model and reach a better understanding of what causes the lapse rate change in high latitudes. My surface temperature change attribution method based on a single column model attributes most of the polar surface warming to an increase in longwave absorbers (CO2 and water vapor) in the absence of a polar surface forcing, whereas the atmospheric energy transport convergence preferentially warms the mid-troposphere. The addition of a polar surface forcing increases the total polar warming and reduces the dry component of atmospheric energy transport convergence.In Chapter 4, I investigate the role of the forcing dependence of the high latitude lapse rate feedback on the residual polar warming in solar radiation management scenarios. The high latitude surface temperature change is large given the relatively small input of energy from the CO2 forcing, solar forcing reduction, and reduction in atmospheric energy transport convergence. This is explained by a large lapse rate change: the warming from CO2 is very bottom-heavy, whereas the cooling from insolation and atmospheric energy transport convergence reduction is more vertically uniform.It was previously accepted that the Planck and lapse rate feedback are major contributors to polar amplification. In this thesis, I use a mechanism denial experiment to find that a latitudinally constant Planck feedback does not affect the amount of polar amplification. And, I use a single column model to better understand what shapes the vertical structure of temperature change at high latitudes
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,003 | 0,005 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,007 | 0,001 |
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 ».