The evaluation of general circulation models (GCM) is a fundamental step in climate research in terms of both quality assurance/quality control and realistic representation of the dynamics of the atmospheric flows in the future projections. In this paper, a statistical method is introduced to evaluate GCMs with respect to teleconnection patterns in the winter 500 hPa geopotential height field over the Northern Hemisphere (NH). The procedure uses the combination of negative extrema method and receiver operating characteristic (ROC) curve analysis. The proposed method is demonstrated using selected general circulation models (GCMs) disseminated by the CMIP5 project. The ERA-20C reanalysis was used as a reference, supported by the NCEP/NCAR R1 reanalysis. The proposed method enables us to track changes in the geographical positions of the action centers (ACs); therefore, to detect improvement/deterioration in the GCM performance with time. It was found that the majority of the GCMs reproduce prominent teleconnections of the NH but fail to capture the eastward shift of the ACs over the Pacific Ocean in the last decades of the 20th century. The GCMs reproduce teleconnections with stronger correlations over the north-western part of the Atlantic Ocean compared to the reanalyses. The construction of mobile teleconnection indices is proposed to gain further insight into the performance of the models and to support a regional-scale analysis. The method can be easily applied to the recent CMIP6 simulations.

中文翻译：

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基于接收器操作特性曲线分析的大气遥相关 GCM 评估

大气环流模型 (GCM) 的评估是气候研究的一个基本步骤，无论是质量保证/质量控制还是未来预测中大气流动动态的真实表现。在本文中，引入了一种统计方法来评估北半球 (NH) 冬季 500 hPa 位势高度场中的遥相关模式的 GCM。该过程使用负极值方法和接收器操作特征 (ROC) 曲线分析的组合。使用由 CMIP5 项目传播的选定的大气环流模型 (GCM) 演示了所提出的方法。ERA-20C 再分析被用作参考，并得到 NCEP/NCAR R1 再分析的支持。所提出的方法使我们能够跟踪行动中心 (AC) 地理位置的变化；因此，检测 GCM 性能随时间的改善/恶化。发现大多数 GCM 再现了 NH 的显着遥相关，但未能捕捉到 20 世纪最后几十年 AC 在太平洋上空的东移。与重新分析相比，GCM 在大西洋西北部重现了具有更强相关性的遥相关。建议构建移动远程连接指数，以进一步了解模型的性能并支持区域尺度分析。该方法可以很容易地应用于最近的 CMIP6 模拟。发现大多数 GCM 再现了 NH 的显着遥相关，但未能捕捉到 20 世纪最后几十年 AC 在太平洋上空的东移。与重新分析相比，GCM 在大西洋西北部重现了具有更强相关性的遥相关。建议构建移动远程连接指数，以进一步了解模型的性能并支持区域尺度分析。该方法可以很容易地应用于最近的 CMIP6 模拟。发现大多数 GCM 再现了 NH 的显着遥相关，但未能捕捉到 20 世纪最后几十年 AC 在太平洋上空的东移。与重新分析相比，GCM 在大西洋西北部重现了具有更强相关性的遥相关。建议构建移动远程连接指数，以进一步了解模型的性能并支持区域尺度分析。该方法可以很容易地应用于最近的 CMIP6 模拟。与重新分析相比，GCM 在大西洋西北部重现了具有更强相关性的遥相关。建议构建移动远程连接指数，以进一步了解模型的性能并支持区域尺度分析。该方法可以很容易地应用于最近的 CMIP6 模拟。与重新分析相比，GCM 在大西洋西北部重现了具有更强相关性的遥相关。建议构建移动远程连接指数，以进一步了解模型的性能并支持区域尺度分析。该方法可以很容易地应用于最近的 CMIP6 模拟。