On the evaluation of the representation of mid-latitude transients in the Southern Hemisphere by HadAM2B GCM and the impact of horizontal resolution

Abstract

An evaluation of the Hadley Centre atmospheric general circulation model, HadAM2b, is presented, focusing on the ability of the model to simulate Southern Hemisphere (SH) transient disturbances. An assessment is also made of the effect of changing resolution. Standard resolution (2.5º latitude by 3.75º longitude) and high resolution (0.833º latitude by 1.25º longitude) AMIP (Atmospheric Model Intercomparison Project) runs in which the models are forced with observed monthly varying sea surface temperature (SST) are compared with NCEP and ERA re-analysis data for the period 1979-1988. We focus on the model’s simulation of selected variables representative of the mean state and eddy properties which characterise synoptic-scale activity of the SH. Both models reproduce the basic observed patterns of the pressure field and upper level jetstream quite well. Overall, the changes due to increasing resolution do not represent an improvement in the simulated climate. The transient eddy activity is reasonably well simulated, though overestimated, relative to the NCEP re-analysis, at both resolutions. This overestimation is much less when compared with ERA. The magnitudes of the eddy kinetic energy, momentum fluxes and heat fluxes in the latitudes of the storm tracks increase with resolution, though some regional features are better simulated with the high-resolution model. Both models capture the structure and time evolution of synoptic-scale disturbances very well, though the amplitude of the disturbances is larger than in the analysis. Both models also capture the north-eastward propagation of the waves in the vicinity of the Andes, though the NW-SE tilt of the disturbances on the lee side are slightly overestimated, in agreement with larger eddy momentum flux. The orographic influence of the Andes mountains is better resolved in the high-resolution simulation for the waves emanating from the polar branch of the Pacific storm-track.

Se presenta una evaluación del modelo de circulación general atmosférica del Hadley Center, HadAM2b, que se centra en la capacidad del modelo para simular perturbaciones transitorias del hemisferio sur (SH). También se evalúa el efecto de cambiar la resolución. Resolución estándar (2,5º de latitud por 3,75º de longitud) y alta resolución (0,833º de latitud por 1,25º de longitud) Ejecuciones del AMIP (Proyecto de Intercomparación de Modelos Atmosféricos) en las que se comparan los modelos con la temperatura de la superficie del mar (SST) variable observada mensualmente con Datos de reanálisis de NCEP y ERA para el período 1979-1988. Nos centramos en la simulación del modelo de variables seleccionadas representativas del estado medio y las propiedades de los remolinos que caracterizan la actividad a escala sinóptica de la SH. Ambos modelos reproducen bastante bien los patrones básicos observados del campo de presión y la corriente en chorro de nivel superior. En general, los cambios debidos al aumento de la resolución no representan una mejora en el clima simulado. La actividad de remolinos transitorios está razonablemente bien simulada, aunque sobreestimada, en relación con el nuevo análisis del NCEP, en ambas resoluciones. Esta sobreestimación es mucho menor en comparación con ERA. Las magnitudes de la energía cinética de los remolinos, los flujos de impulso y los flujos de calor en las latitudes de las huellas de las tormentas aumentan con la resolución, aunque algunas características regionales se simulan mejor con el modelo de alta resolución. Ambos modelos capturan muy bien la estructura y la evolución temporal de las perturbaciones a escala sinóptica, aunque la amplitud de las perturbaciones es mayor que en el análisis. Ambos modelos también capturan la propagación hacia el noreste de las olas en las cercanías de los Andes, aunque la inclinación NW-SE de las perturbaciones en el lado de sotavento está ligeramente sobreestimada, de acuerdo con un mayor flujo de impulso de Foucault. La influencia orográfica de la Cordillera de los Andes se resuelve mejor en la simulación de alta resolución de las olas que emanan de la rama polar de la trayectoria de la tormenta del Pacífico.