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Daily North-Atlantic Oscillation (NAO) index: Statistics and its stratospheric polar vortex dependence

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Abstract:

A daily NAO-index statistics is presented, which depends on a NAO-pattern characterised by the first Empirical Orthogonal Function (EOF) of monthly mean sea level pressure (ERA-40, December to February). The pattern explains 40 % of the monthly variance. Projection onto daily sea level pressure fields de fines the daily NAO-index time series (15 % of the daily variance), whose statistics is analysed. The following results are noted: (1) The seasonal mean power spectrum exhibits an e-folding decorrelation time of about four days. (2) The frequency distribution of the duration of NAO-events indicate that negative NAO life cycles are, on average, fewer and longer than positive events. (3) A NAO-index statistics conditional on the seasonal intensity of the stratospheric polar vortex yields that differences in the duration of negative and positive NAO events are more pronounced during weak polar vortex regimes. Supporting other recent studies the results hint at (a) differences in the processes underlying positive and negative NAO events and (b) to a potential stratosphere – troposphere interaction affecting the individual NAO life cycle.

German
Eine Statistik eines täglichen NAO-Index wird vorgestellt, die auf einem, aus der ersten Empirischen Orthogonalfunktion (EOF) der Winter-Monatsmittel (Dezember bis Februar) des reduzierten Bodendrucks aus ERA-40 Daten ermittelten NAO-Muster beruht. Dieses Muster erklärt 40 % der monatlichen Varianz. Die Projektion auf tägliche Bodendruckfelder de finiert den NAO-Index (welcher 15 % der täglichen Varianz erklärt), der mit den folgenden Ergebnissen analysiert wird: (1) Das Leistungs-Spektrum ergibt eine Dekorrelationszeit von vier Tagen. (2) Die Verteilung der Andauern individueller NAO-Ereignisse zeigt, dass negative NAO Lebenszyklen im Mittel seltener und länger sind als positive. (3) Eine Statistik in Abhängigkeit von der saisonalen Stärke des stratophärischen Polar-Wirbels ergibt, dass die Unterschiede in der Andauer zwischen positiven und negativen NAO-Ereignissen in Phasen eines schwachen Wirbels ausgeprägter sind. In Übereinstimmung mit anderen Arbeiten deuten die Ergebnisse hin auf (a) Unterschiede in den positiven und negativen NAO-Ereignissen zugrunde liegenden Prozessen und (b) auf eine die individuellen NAO Lebenszyklen beeinflussende Stratosphären-Troposphären Wechselwirkung.

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1127/0941-2948/2005/0085

Publication date: December 1, 2005

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schweiz/mz/2005/00000014/00000006/art00009
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