北大西洋-歐洲部分的年代際風暴活動及其與經向翻轉環流的關係，在耦合氣候模型的模擬集合中
熟練的北大西洋和歐洲十年氣候預報具有很高的科學意義，但關於這一主題的研究仍處於早期階段。眾所周知，北大西洋表現出十年到多年代際的變化。此外，北大西洋已被確定為可能存在十年可預測性的區域之一。
北大西洋/西歐區域的風暴活動是該地區的主要災害之一，顯示出明顯的年代際變化。風暴活動特別高的幾十年與巨大的金錢損失有關，例如在1990年代看到的。調查北大西洋和歐洲地區風暴活動的年代際變化是否以及如何與北大西洋的低頻變化有關是有意義的。
以前的研究已經調查了海洋對大氣平均狀態的影響，例如風暴軌跡（即500 hPa高度場中的帶通濾波方差）和北大西洋濤動（NAO）。眾所周知，風暴，NAO和風暴軌跡是相關的。
風暴路徑的位置受NAO階段的影響，正NAO與更偏北的風暴路徑，更多數量的極端氣旋以及影響北歐的風暴數量增加。然而，NAO和歐洲風暴之間的關係並不是線性的。大多數風暴日與NAO的中等正相位有關。NAO通常在最大破壞性時間前兩天達到峰值，並表現出其低壓中心向東的異常移動。
關於海洋，以前的研究已經使用了各種參數來描述海洋的狀態。一些研究基於北大西洋或熱帶地區的海面溫度（SST）及其異常情況（例如ENSO）。其他研究側重於海洋動力學，並考慮溫鹽或大西洋經向翻轉環流（MOC）的狀態，這通常由大西洋溪流函數的緯向積分確定。一些研究還調查了北大西洋環流環流的影響，北大西洋環流對大氣冬季變化的作用似乎不如MOC。
Gastineau和Frankignoul使用六個全球氣候模型分析了大氣對大西洋MOC變率的反應。強烈的MOC之後是較弱的NAO，風暴路徑向南移動，與SST中的馬蹄形異常一致。MOC和大氣響應之間的滯後在4到9年之間變化，具體取決於模型。
Woollings等人使用22個耦合氣候模型，將氣候變化條件下風暴路徑的模擬變化與溫室氣體濃度增加所預期的MOC減弱聯繫起來。英國氣象局統一模型（HadCM3）中MOC的完全關閉導致北大西洋風暴路徑的增強和向東延伸。
在十年到多年代際的時間尺度上，由於海洋的熱慣性和相對緩慢的動力學，大氣對海洋變率的反應似乎比較短的時間尺度更顯着。一些作者在十年時間尺度上研究了北大西洋海洋變率與NAO之間的聯繫，發現NAO的狀態可以在一定程度上從北大西洋海溫中重建/預測。
模型結果表明，海洋表面的年代際變化可能是由海洋環流的低頻變化引起的，例如MOC。此外，混合層深度的季節性循環可以誘導SST異常的冬季到冬季記憶。
即使在低頻時間尺度上，也有證據表明大氣變化會影響海洋。Latif等人發現，MOC的年代際變化比NAO的年代際變化滯後約十年。在用於本研究的MPIOM海洋模型中，MOC內部產生的（30年變率）和耦合的海洋-大氣變種（60年變率）並存。
小波分析應用於未經過濾但歸一化和去趨勢的時間序列，證實了MOC和風暴活動時間序列包括10-35年周期範圍內的變異性，這與白噪聲在統計上顯着不同。特別是，所有運行都表現出在30年和60年左右的顯着變化期，這與Zhu和Jungclaus的結果一致，他們還報告了MOC變異性，在MPIOM模型中的周期約為30年和60年。
對於10-35年的分析周期範圍，MOC和風暴時間序列之間的滯後相關性表明，在所有三次運行中，兩個時間序列之間存在相干的相位關係，在MOC最小值發生3年後風暴活動最強，改變通過帶通濾波器的周期範圍表明，三個模擬在 5 到 30 年的周期範圍內表現出相干行為：風暴活動中的最大值往往發生在 MOC 的最小值和最大值之間。然而，在30年以上的時期，這種階段關係消失了。
MOC的變化可以改變海洋中的熱傳輸。由此產生的海洋熱含量異常可能通過SST影響大氣。將十年風暴頻率時間序列與北大西洋的OHC相關聯，揭示了兩個時間序列之間具有顯着相關性的相同區域（未顯示）。信號的確切位置和強度在三次運行之間僅略有變化。
使用ECHAM5-MPIOM模型的耦合氣候模擬集合，在北大西洋/歐洲地區MOC的年代際變化與風暴頻率之間發現了統計學上的顯着關係。
數據表明，將MOC與風暴活動聯繫起來的一系列物理機制：MOC的變化導致海洋傳熱的變化，並在混合層OHC中引起特定的異常模式。OHC異常反映在SST中。海溫異常導致不列顛群島以西的Eady增長率加快，從而為附近氣旋的增長創造有利條件。
雖然SST梯度的長期趨勢可能是由MOC減弱引起的，但我們的結果表明，SST梯度的年代際變化與MOC的相移有關。這也得到了Gastineau和Frankignoul的支持，他們能夠通過使用6個耦合氣候模型通過熱通量和Eady增長率的變化在MOC和NAO變異性之間建立聯繫。
