Nordatlantische und Arktische Oszillationen

Atmosphärische Druckschwankungen, die den Jetstream der mittleren Breiten und die Sturmzugbahnen steuern und das Winterwetter über dem Nordatlantik und der gesamten Nordhemisphäre beeinflussen.

Definition

Die Nordatlantische Oszillation ist eine Schwankung des Druckkontrasts zwischen dem subpolaren und subtropischen Nordatlantik, und die Arktische Oszillation ist das breitere hemisphärische Muster entgegengesetzter Druckanomalien zwischen der Arktis und den mittleren Breiten, die beide die Stärke und Position der Westwinde steuern.

Scope

Dieses Thema behandelt die führenden Modi der extratropischen Variabilität der Nordhemisphäre: die Nordatlantische Oszillation, eine Fluktuation der Druckdifferenz zwischen dem Islandtief und dem Azorenhoch, und die eng verwandte Arktische Oszillation oder Nördliche Annulare Mode, eine hemisphärische Druckschaukel zwischen Polar- und mittleren Breiten. Es wird untersucht, wie diese Modi den Jetstream und die Sturmzugbahnen verschieben, welche Auswirkungen sie auf europäische und nordamerikanische Winter haben und welche Verbindungen zur Stratosphäre und zum Ozean bestehen.

Core questions

• Welche Druckmuster definieren diese Oszillationen?
• Wie steuern sie den Jetstream und die winterlichen Sturmzugbahnen?
• Welche Auswirkungen haben sie auf das europäische und nordamerikanische Klima?
• Wie sind sie mit der Stratosphäre und der Vorhersagbarkeit verbunden?

Key theories

Dynamik annularer Moden

Die Arktische Oszillation spiegelt einen hemisphärischen Massenaustausch zwischen polaren und mittleren Breiten wider, der den westlichen Jetstream verstärkt oder abschwächt, wobei die Nordatlantische Oszillation ihr regionales atlantisches Pendant ist.

Stratosphären-Troposphären-Kopplung

Variationen in der Stärke des stratosphärischen Polarwirbels können sich nach unten ausbreiten und die annuare Mode an der Oberfläche beeinflussen, was eine Quelle für erweiterte Vorhersagbarkeit darstellt.

Mechanisms

Wenn das subpolare Tief und das subtropische Hoch beide stark sind, ist der Druckkontrast groß, die Westwinde und die Sturmzugbahn verstärken sich und verschieben sich nach Norden, was milde, feuchte Winter in Nordeuropa und trockene Bedingungen im Mittelmeerraum mit sich bringt; die entgegengesetzte Phase schwächt die Winde ab und verschiebt sie nach Süden. Die Arktische Oszillation drückt denselben Austausch atmosphärischer Masse auf hemisphärischer Ebene aus, und ein starker oder schwacher stratosphärischer Polarwirbel kann diese Oberflächenmuster Wochen im Voraus beeinflussen.

Clinical relevance

Da diese Modi die winterliche Temperatur- und Niederschlagsvariabilität über Europa und Nordamerika dominieren, sind sie entscheidend für die saisonale Vorhersage von Kältewellen, Stürmen und dem Energiebedarf in dicht besiedelten Regionen.

History

Die nordatlantische Druckschaukel wurde von Walker und anderen bereits im frühen zwanzigsten Jahrhundert bemerkt, und Hurrells Arbeit in den 1990er Jahren quantifizierte ihren starken Einfluss auf europäische Winter; Thompson und Wallace führten 1998 das Konzept der Arktischen Oszillation ein und verknüpften das regionale Muster mit einer hemisphärischen annularen Mode und der Stratosphäre.

Debates

Eigenständiger Modus oder statistisches Artefakt

Ob die Arktische Oszillation ein einziger physikalischer Modus oder weitgehend eine statistische Zusammenfassung regionaler Muster wie der Nordatlantischen Oszillation ist, wird seit ihrer Einführung diskutiert.

Key figures

• James Hurrell
• David Thompson
• John Wallace
• Martin Visbeck

Seminal works

• hurrell2003
• thompsonwallace1998

Frequently asked questions

Wie beeinflusst die Nordatlantische Oszillation das europäische Wetter?

In ihrer positiven Phase verstärkt sie die Westwinde und bringt milde, feuchte, stürmische Winter nach Nordeuropa und trockenere Bedingungen in den Mittelmeerraum; die negative Phase bewirkt das Gegenteil.

Sind die Nordatlantische und Arktische Oszillation dasselbe?

Sie sind eng miteinander verwandt; die Nordatlantische Oszillation ist der atlantische regionale Ausdruck der hemisphärischen Arktischen Oszillation, und ihre Indizes sind stark korreliert.