研究发现：北大西洋和欧洲十年气候预报具有很高的科学意义

北大西洋-欧洲部分的年代际风暴活动及其与经向翻转环流的关系，在耦合气候模型的模拟集合中

熟练的北大西洋和欧洲十年气候预报具有很高的科学意义，但关于这一主题的研究仍处于早期阶段。众所周知，北大西洋表现出十年到多年代际的变化。此外，北大西洋已被确定为可能存在十年可预测性的区域之一。

北大西洋/西欧区域的风暴活动是该地区的主要灾害之一，显示出明显的年代际变化。风暴活动特别高的几十年与巨大的金钱损失有关，例如在1990年代看到的。调查北大西洋和欧洲地区风暴活动的年代际变化是否以及如何与北大西洋的低频变化有关是有意义的。

以前的研究已经调查了海洋对大气平均状态的影响，例如风暴轨迹（即500 hPa高度场中的带通滤波方差）和北大西洋涛动（NAO）。众所周知，风暴，NAO和风暴轨迹是相关的。

风暴路径的位置受NAO阶段的影响，正NAO与更偏北的风暴路径，更多数量的极端气旋以及影响北欧的风暴数量增加。然而，NAO和欧洲风暴之间的关系并不是线性的。大多数风暴日与NAO的中等正相位有关。NAO通常在最大破坏性时间前两天达到峰值，并表现出其低压中心向东的异常移动。

关于海洋，以前的研究已经使用了各种参数来描述海洋的状态。一些研究基于北大西洋或热带地区的海面温度（SST）及其异常情况（例如ENSO）。其他研究侧重于海洋动力学，并考虑温盐或大西洋经向翻转环流（MOC）的状态，这通常由大西洋溪流函数的纬向积分确定。一些研究还调查了北大西洋环流环流的影响，北大西洋环流对大气冬季变化的作用似乎不如MOC。

Gastineau和Frankignoul使用六个全球气候模型分析了大气对大西洋MOC变率的反应。强烈的MOC之后是较弱的NAO，风暴路径向南移动，与SST中的马蹄形异常一致。MOC和大气响应之间的滞后在4到9年之间变化，具体取决于模型。

Woollings等人使用22个耦合气候模型，将气候变化条件下风暴路径的模拟变化与温室气体浓度增加所预期的MOC减弱联系起来。英国气象局统一模型（HadCM3）中MOC的完全关闭导致北大西洋风暴路径的增强和向东延伸。

在十年到多年代际的时间尺度上，由于海洋的热惯性和相对缓慢的动力学，大气对海洋变率的反应似乎比较短的时间尺度更显着。一些作者在十年时间尺度上研究了北大西洋海洋变率与NAO之间的联系，发现NAO的状态可以在一定程度上从北大西洋海温中重建/预测。

模型结果表明，海洋表面的年代际变化可能是由海洋环流的低频变化引起的，例如MOC。此外，混合层深度的季节性循环可以诱导SST异常的冬季到冬季记忆。

即使在低频时间尺度上，也有证据表明大气变化会影响海洋。Latif等人发现，MOC的年代际变化比NAO的年代际变化滞后约十年。在用于本研究的MPIOM海洋模型中，MOC内部产生的（30年变率）和耦合的海洋-大气变种（60年变率）并存。

小波分析应用于未经过滤但归一化和去趋势的时间序列，证实了MOC和风暴活动时间序列包括10-35年周期范围内的变异性，这与白噪声在统计上显着不同。特别是，所有运行都表现出在30年和60年左右的显着变化期，这与Zhu和Jungclaus的结果一致，他们还报告了MOC变异性，在MPIOM模型中的周期约为30年和60年。

对于10-35年的分析周期范围，MOC和风暴时间序列之间的滞后相关性表明，在所有三次运行中，两个时间序列之间存在相干的相位关系，在MOC最小值发生3年后风暴活动最强，改变通过带通滤波器的周期范围表明，三个模拟在 5 到 30 年的周期范围内表现出相干行为：风暴活动中的最大值往往发生在 MOC 的最小值和最大值之间。然而，在30年以上的时期，这种阶段关系消失了。

MOC的变化可以改变海洋中的热传输。由此产生的海洋热含量异常可能通过SST影响大气。将十年风暴频率时间序列与北大西洋的OHC相关联，揭示了两个时间序列之间具有显着相关性的相同区域（未显示）。信号的确切位置和强度在三次运行之间仅略有变化。

使用ECHAM5-MPIOM模型的耦合气候模拟集合，在北大西洋/欧洲地区MOC的年代际变化与风暴频率之间发现了统计学上的显着关系。

数据表明，将MOC与风暴活动联系起来的一系列物理机制：MOC的变化导致海洋传热的变化，并在混合层OHC中引起特定的异常模式。OHC异常反映在SST中。海温异常导致不列颠群岛以西的Eady增长率加快，从而为附近气旋的增长创造有利条件。

虽然SST梯度的长期趋势可能是由MOC减弱引起的，但我们的结果表明，SST梯度的年代际变化与MOC的相移有关。这也得到了Gastineau和Frankignoul的支持，他们能够通过使用6个耦合气候模型通过热通量和Eady增长率的变化在MOC和NAO变异性之间建立联系。