Vieses de salinidade e a variabilidade da circulação de revolvimento meridional do Atlântico no modelo GFDL-CM3

Abstract

A variabilidade da Circulação de Revolvimento Meridional do Atlântico (CRMA) e o Transporte Meridional de Água Doce (Mov) em 24 N, 11 S e 30 S, simulado com o modelo GFDLCM3, sob o histórico (1860-2005) e cenários RCP 4.5 e RCP 8.5 (2006-2100) são examinados. Os resultados são comparados com a climatologia e observações com o intuito de encontrar vieses de salinidade que comprometam a previsão deste modelo sobre o estado do clima futuro. O índice da CRMA mostra uma variabilidade predominantemente decenal, assim o como em 24 N. Já no Atântico Sul, o sinal sazonal é mais proeminente. A magnitude de o Mov varia consideravelmente entre as latitudes, com este aumentando em 24 N, praticamente estável em 11 S e dimunuindo em 30 S. Tal padrão é seguido de um enfraquecimento da CRMA independente da latitude até o final do século 21, indicando que uma redução do Mov no sul do Atlântico Sul e aumento no Atlântico Norte são potenciais causadores da desestabilização da CRMA. No entanto, o modelo e as observações discordam em relação à estabilidade da CRMA com o primeiro exibindo um regime mono-estável de circulação e o segundo bi-estável. Sob o cenário RCP 4.5, o enfraquecimento até 2100 é de 47% da média histórica individual do modelo, enquanto que sob o RCP 8.5, este enfraquecimento, para o mesmo período é de 53% da média histórica. Os mapas de função de corrente revelam não somente o enfraquecimento da CRMA, como também um enraseamento da circulação, sugerindo um aumento no conteúdo de água doce da Água Antártica de Fundo (AAF). Vieses de salinidade foram encontrados principalmente no Atlântico Sul nos primeiros 1000 metros de profundidade, com os resultados do modelo divergindo significativamente das observações e da climatologia. As possíveis causas para os resultados do Mov e da CRMA, incluindo potenciais mecanismos geradores de vieses são discutidos.

The variability of the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) and the Meridional Freshwater Transport (Mov) at 24oN, 11oS and 30oS, simulated with the GFDL-CM3 model under the historical (1860-2005) and RCP 4.5 and 8.5 scenarios (2006-2100) are examined. The results are compared with the climatology and observations in the search for salinity biases that would compromise the accuracy of the state of the future climate predicted by this model. The AMOC index shows a predominant decadal variability as well as at 24oN. On the other hand, the annual signal is more prominent in the South Atlantic. The magnitude of the meridional freshwater transport varies considerably among the latitudes, with Mov increasing at 24oN, rather stable 11oS and decreasing at 30oS. Such pattern is followed by a weakening of the AMOC regardless of the latitude until the end of the twenty- rst century, indicating that a reduction in Mov in the southern South Atlantic and increase in the North Atlantic are potential drivers of the AMOC destabilization. However, the model and observations disagree on the stability of the AMOC with the rst featuring a rather monostable regime and the second a stable bistable regime. Under the RCP 4.5 scenario the weakening by 2100 is 47% of the individual model's historical mean, whereas under the RCP 8.5 scenario over the same period, the weakening is 53% of the historical mean. The stream function plots revealed not only the AMOC weakening but also an overall shoaling of the circulation suggesting a freshening of the Antarctic Bottom Water (AABW). Salinity biases were found mostly in the South Atlantic in the upper 1000 m of the water column, with the model results signi cantly deviating from the observations and climatology in the mid-Atlantic. Possible causes for the Mov results, AMOC weakening and variability, including potential drivers for salinity biases are discussed.