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The Indian Ocean Dipole response to external forcing in coupled model intercomparison project phase 5 simulations of the last millennium
The Holocene ( IF 1.6 ) Pub Date : 2021-01-20 , DOI: 10.1177/0959683620988033
Thanh Le 1, 2 , Deg-Hyo Bae 1, 2
Affiliation  

The Indian Ocean Dipole (IOD) is a major mode of interannual climate variability, but its response to external climate forcings (i.e. solar forcing, volcanic radiative forcing (VRF) and greenhouse gas (GHG) radiative forcing) remains elusive. To improve our understanding of the variability of the IOD, it is necessary to investigate the IOD’s response to external forcings through multi-model simulations. Here a Granger causality test is used to examine the impact of external forcings on the IOD from past 1000 years simulations (850–1850 Common Era) derived from Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) models. The results show significant causal effects of VRF on the IOD in preindustrial times of the past 1000 years from the MPI-ESM-P, MRI-CGCM3, GISS-E2-R and CCSM4 models and uncertainties in the IOD’s responses to volcanic eruptions from other six models. Additionally, the phase responses (i.e. positive or negative) of the IOD to large volcanic eruptions remain unclear even from models showing significant causal impacts of VRF on the IOD. This result shows that the IOD exhibits a more complex response to volcanic forcing than the El Niño-Southern Oscillation. The causal impact of solar forcing on the IOD is more likely to be weak in most models. The IOD’s response to GHG variations is not significant across all the models due to minor fluctuations in GHGs occurring during preindustrial times of the past 1000 years. Further analyses based on new, improved and higher resolution models might further our understanding of the IOD’s responses to external forcing.



中文翻译:

印度洋偶极子在上个千年的耦合模型比对项目第5阶段模拟中对外部强迫的响应

印度洋偶极子(IOD)是年际气候变化的一种主要模式,但是它对外部气候强迫(即太阳强迫,火山辐射强迫(VRF)和温室气体(GHG)辐射强迫)的响应仍然难以捉摸。为了增进我们对IOD变异性的了解,有必要通过多模型仿真研究IOD对外部强迫的响应。在这里,格兰杰因果关系检验用于检验来自耦合模型对比项目第5阶段(CMIP5)模型的过去1000年的模拟(850-1850通用时代)中的外部强迫对IOD的影响。结果表明,从MPI-ESM-P,MRI-CGCM3,VPI到过去1000年的工业化前时期,VRF对IOD有明显的因果关系,GISS-E2-R和CCSM4模型以及IOD对其他六个模型的火山喷发反应的不确定性。另外,即使从显示VRF对IOD有重大因果影响的模型中,IOD对大火山喷发的相位响应(即正向或负向)仍然不清楚。该结果表明,与厄尔尼诺-南方涛动相比,IOD对火山强迫的响应更为复杂。在大多数模型中,太阳强迫对IOD的因果影响可能较小。在所有模型中,由于在过去1000年的工业化前时期内发生的温室气体轻微波动,IOD对温室气体变化的响应并不明显。基于新的,改进的和更高分辨率的模型进行的进一步分析可能会使我们进一步了解IOD对外部强迫的反应。另外,即使从显示VRF对IOD有重大因果影响的模型中,IOD对大火山喷发的相位响应(即正向或负向)仍然不清楚。该结果表明,与厄尔尼诺-南方涛动相比,IOD对火山强迫的响应更为复杂。在大多数模型中,太阳强迫对IOD的因果影响可能较小。在所有模型中,由于在过去1000年的工业化前时期内发生的温室气体轻微波动,IOD对温室气体变化的响应并不明显。基于新的,改进的和更高分辨率的模型进行的进一步分析可能会使我们进一步了解IOD对外部强迫的反应。另外,即使从显示VRF对IOD有重大因果影响的模型中,IOD对大火山喷发的相位响应(即正向或负向)仍然不清楚。该结果表明,与厄尔尼诺-南方涛动相比,IOD对火山强迫的响应更为复杂。在大多数模型中,太阳强迫对IOD的因果影响可能较小。在所有模型中,由于在过去1000年的工业化前时期内发生的温室气体轻微波动,IOD对温室气体变化的响应并不明显。基于新的,改进的和更高分辨率的模型进行的进一步分析可能会使我们进一步了解IOD对外部强迫的反应。甚至从显示VRF对IOD有重大因果影响的模型中,仍不清楚IOD对大火山喷发的正面或负面)。该结果表明,与厄尔尼诺-南方涛动相比,IOD对火山强迫的响应更为复杂。在大多数模型中,太阳强迫对IOD的因果影响可能较小。在所有模型中,由于在过去1000年的工业化前时期内发生的温室气体轻微波动,IOD对温室气体变化的响应并不明显。基于新的,改进的和更高分辨率的模型进行的进一步分析可能会使我们进一步了解IOD对外部强迫的反应。甚至对于显示VRF对IOD有重大因果影响的模型,仍不清楚IOD对大火山喷发的正面或负面)。该结果表明,与厄尔尼诺-南方涛动相比,IOD对火山强迫的响应更为复杂。在大多数模型中,太阳强迫对IOD的因果影响可能较小。在所有模型中,由于在过去1000年的工业化前时期内发生的温室气体轻微波动,IOD对温室气体变化的响应并不明显。基于新的,改进的和更高分辨率的模型进行的进一步分析可能会使我们进一步了解IOD对外部强迫的反应。在大多数模型中,太阳强迫对IOD的因果影响可能较小。在所有模型中,由于在过去1000年的工业化前时期内发生的温室气体轻微波动,IOD对温室气体变化的响应并不明显。基于新的,改进的和更高分辨率的模型进行的进一步分析可能会使我们进一步了解IOD对外部强迫的反应。在大多数模型中,太阳强迫对IOD的因果影响可能较小。在所有模型中,由于在过去1000年的工业化前时期内发生的温室气体轻微波动,IOD对温室气体变化的响应并不明显。基于新的,改进的和更高分辨率的模型进行的进一步分析可能会使我们进一步了解IOD对外部强迫的反应。

更新日期:2021-01-20
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