The response of mesospheric H <sub>2</sub> O and CO to solar irradiance variability in the models and observations
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Water vapor (H2O) is the source of reactive hydrogen radicals in the middle atmosphere, whereas carbon monoxide (CO), being formed by CO2 photolysis, is suitable as a dynamical tracer. In the mesosphere, both H2O and CO are sensitive to solar irradiance variability because of their destruction/production by solar radiation. This enables to analyze the solar signal in both, models and observed data. Here, we evaluate the mesospheric H2O and CO response to solar irradiance variability using the Chemistry-Climate Model Initiative (CCMI-1) simulations and satellite data. We analyzed the results of four CCMI models (CMAM, EMAC-L90MA, SOCOLv3, CESM1-WACCM 3.5) operated in CCMI reference simulation REF-C1SD in specified dynamics mode, covering the period from 1984 to 2017. Multiple linear regression analysis shows a pronounced and statistically robust response of H2O and CO to solar irradiance variability, and to the annual and semiannual cycles. For periods with available satellite data, we compared the simulated solar signal against satellite observations, namely during 1992–2017 for H2O and 2005–2017 for CO. The model results generally agree with observations and reproduce an expected negative and positive correlation for H2O and CO, respectively, with solar irradiance. However, the magnitude of the response and patterns of the solar signal varies among the considered models, indicating differences in the applied chemical reaction and dynamical schemes including the representation of photolyses. We suggest that there is no dominating thermospheric influence of solar irradiance in CO, as reported in previous studies because the response to solar variability is comparable with observations in both, low-top and high-top models. We stress the importance of this work for improving our understanding of the current ability and limitations of state-of-the-art models to simulate a solar signal in the chemistry and dynamic of the middle atmosphere.
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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) | 0,001 | 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 | 0,000 |
| 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 ».