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Enregistrement W4392660386 · doi:10.5194/egusphere-egu24-17846

Temperature at 500hPa, energy budget and the 2003 summer heatwave over Western Europe: a triple-decomposition approach

2024· preprint· en· W4392660386 sur OpenAlexaboutno aff
Manuel Fossa, Luminita Danaila, Michael Ghil

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueSolar Radiation and Photovoltaics
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésDecompositionEnergy budgetClimatologyMeteorologyEnvironmental scienceEnergy (signal processing)GeographyGeologyMathematicsPhysicsStatisticsChemistryThermodynamics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Heatwaves represent a major health hazard, as was the case for the 2003 summer heat wave, responsible for more than 70 000 deaths in western Europe. The interplay of mean flow, quasi-periodic and random fluctuations — associated with the westerly jet, Rossby and gravity waves, and eddies — of the large-scale temperature field results in complex heat wave–related amospheric conditions. Understanding how the different physical processes interact is thus crucial for prediction of heat wave events. In this study, we use the triple decomposition of turbulent flow (Hussain and Reynolds, JFM, 1972) to compute mean, quasi-periodic and random energy fluctuations of the temperature field, that is the 1-point energy budget of temperatures. This decomposition takes into account all interactions between the zonal jet, Rossby waves, gravity waves, and eddies. Both spectral and dynamical systems analyses are applied to the computed terms. More specifically, the concept of extremal length (Ahlfors, Vol. 371, AMS, 2010) is integrated into the equations to quantify how each term of the energy budget equations contributes to the "trapping" of temperature anomalies over Europe.      Results show that, amid positive sea surface temperatures and negative soil moisture anomalies, during the first half of August, i.e., the hottest days of the heat wave, quasi-periodic oscillations of polar air increased, resulting in meridional migration of cold air over Canada, and subsequent mixing with warmer air coming from North America. This mixing triggered baroclinic instabilities that led to production of turbulent eddies, which by August 5th suddenly stopped their eastward progression, creating a cyclonically stalled regime over the Mid-Atlantic; this stationary cyclone interacted positively with North African warm air propagating northward over Europe, thus sustaining the dry conditions over France and much of Western Europe. The cyclonic block finally disappeared, stopping the warm air advection from North Africa, with temperatures falling just after that. The study reveals that interactions between quasi-periodic and random processes of production, diffusion and dissipation of a scalar field’s energy play an important role in the evolution of a major heatwave. Hence, the 2003 event was not just the result of a superposition of Rossby waves and eddy anomalies. Extremal length analysis thus reveals that the zonal advection of temperature anomalies was blocked by interactions between quasi-periodic and random production and diffusion processes. This study highlights the complex turbulent interactions that lead to major heat wave events, and the fact that each such event is thus unique.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict), Communication savante
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Sans objet · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,572
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,002
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,012
Tête enseignante GPT0,250
Écart entre enseignants0,238 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeSans objet
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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