Zobrazení zdroje stránky Pacifická dekádová oscilace

[[Soubor:PDO Pattern.png|náhled|360x360pixelů|Globální model pozitivní fáze PDO]]
'''Pacifická dekádová oscilace''' (PDO) je silný, opakující se vzorec proměnlivosti klimatu mezi oceánem a atmosférou, který se soustřeďuje v [[Tichý oceán|Tichomořské pánvi]] ve středních šířkách. PDO se projevuje teplými nebo chladnými povrchovými vodami v Tichém oceánu severně od 20° s. š. V průběhu 20. století se amplituda tohoto klimatického vzorce nepravidelně měnila v meziročním až interdekádním měřítku (což znamená období od několika let až po období několika desetiletí). Existují důkazy o zvratech v převládající polaritě (což znamená změny chladných povrchových vod oproti teplým povrchovým vodám v regionu) oscilace, ke kterým došlo kolem let 1925, 1947 a 1977; poslední dva zvraty odpovídaly dramatickým změnám v režimech produkce [[Losos obecný|lososů]] v severním Tichém oceánu. Tento klimatický vzorec ovlivňuje také teploty vzduchu při povrchu pobřežních moří a kontinentů od Aljašky po Kalifornii.

Během „teplé“ neboli „pozitivní“ fáze se západní část Tichého oceánu ochlazuje a část východního oceánu se otepluje; během „chladné“ neboli „negativní“ fáze dochází k opačnému vývoji. Pacifickou dekádovou oscilaci pojmenoval Steven R. Hare, který si jí všiml při studiu výsledků vzorců produkce lososů v roce 1997.<ref>{{Citace periodika
| příjmení = Mantua
| jméno = Nathan J.
| příjmení2 = Hare
| jméno2 = Steven R.
| příjmení3 = Zhang
| jméno3 = Yuan
| titul = A Pacific Interdecadal Climate Oscillation with Impacts on Salmon Production
| periodikum = Bulletin of the American Meteorological Society
| datum vydání = 1997-06
| ročník = 78
| číslo = 6
| strany = 1069–1079
| issn = 0003-0007
| doi = 10.1175/1520-0477(1997)078<1069:APICOW>2.0.CO;2
| jazyk = en
| url = http://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/1520-0477(1997)0782.0.CO;2
| datum přístupu = 2023-09-27
}}{{Nedostupný zdroj}}</ref>

Pacifický dekadický oscilační index je vedoucí [[empirická ortogonální funkce]] (EOF) měsíčních anomálií teploty povrchu moře (SST-A) nad severním Pacifikem (od pólu k 20° s. š.) po odstranění globální průměrné teploty povrchu moře. Tento index PDO je standardizovanou [[Analýza hlavních komponent|časovou řadou hlavních komponent]].<ref>{{Citace periodika
| příjmení = Deser
| jméno = Clara
| příjmení2 = Alexander
| jméno2 = Michael A.
| příjmení3 = Xie
| jméno3 = Shang-Ping
| titul = Sea Surface Temperature Variability: Patterns and Mechanisms
| periodikum = Annual Review of Marine Science
| datum vydání = 2010-01-01
| ročník = 2
| číslo = 1
| strany = 115–143
| issn = 1941-1405
| doi = 10.1146/annurev-marine-120408-151453
| jazyk = en
| url = https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev-marine-120408-151453
| datum přístupu = 2023-09-27
}}</ref> „Signál“ PDO byl rekonstruován již v roce 1661 na základě chronologií stromových letokruhů v oblasti [[Baja California]].<ref>{{Citace periodika
| příjmení = Biondi
| jméno = Franco
| příjmení2 = Gershunov
| jméno2 = Alexander
| příjmení3 = Cayan
| jméno3 = Daniel R.
| titul = North Pacific Decadal Climate Variability since 1661
| periodikum = Journal of Climate
| datum vydání = 2001-01
| ročník = 14
| číslo = 1
| strany = 5–10
| issn = 0894-8755
| doi = 10.1175/1520-0442(2001)014<0005:NPDCVS>2.0.CO;2
| jazyk = en
| url = http://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/1520-0442(2001)0142.0.CO;2
| datum přístupu = 2023-09-27
}}{{Nedostupný zdroj}}</ref>

== Mechanismy ==
Několik studií naznačilo, že index PDO lze rekonstruovat jako superpozici tropických sil a mimotropických procesů.<ref>{{Citace periodika
| příjmení = Newman
| jméno = Matthew
| příjmení2 = Compo
| jméno2 = Gilbert P.
| příjmení3 = Alexander
| jméno3 = Michael A.
| titul = ENSO-Forced Variability of the Pacific Decadal Oscillation
| periodikum = Journal of Climate
| datum vydání = 2003-12
| ročník = 16
| číslo = 23
| strany = 3853–3857
| issn = 0894-8755
| doi = 10.1175/1520-0442(2003)016<3853:EVOTPD>2.0.CO;2
| jazyk = en
| url = http://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/1520-0442(2003)0162.0.CO;2
| datum přístupu = 2023-09-27
}}{{Nedostupný zdroj}}</ref><ref>{{Citace periodika
| příjmení = Vimont
| jméno = Daniel J.
| titul = The Contribution of the Interannual ENSO Cycle to the Spatial Pattern of Decadal ENSO-Like Variability*
| periodikum = Journal of Climate
| datum vydání = 2005-06-15
| ročník = 18
| číslo = 12
| strany = 2080–2092
| issn = 1520-0442
| doi = 10.1175/JCLI3365.1
| jazyk = en
| url = http://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/JCLI3365.1
| datum přístupu = 2023-09-27
}}</ref><ref>{{Citace periodika
| příjmení = Schneider
| jméno = Niklas
| příjmení2 = Cornuelle
| jméno2 = Bruce D.
| titul = The Forcing of the Pacific Decadal Oscillation*
| periodikum = Journal of Climate
| datum vydání = 2005-11-01
| ročník = 18
| číslo = 21
| strany = 4355–4373
| issn = 1520-0442
| doi = 10.1175/JCLI3527.1
| jazyk = en
| url = http://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/JCLI3527.1
| datum přístupu = 2023-09-27
}}</ref><ref name=":0">{{Citace periodika
| příjmení = Qiu
| jméno = Bo
| příjmení2 = Schneider
| jméno2 = Niklas
| příjmení3 = Chen
| jméno3 = Shuiming
| titul = Coupled Decadal Variability in the North Pacific: An Observationally Constrained Idealized Model*
| periodikum = Journal of Climate
| datum vydání = 2007-07-15
| ročník = 20
| číslo = 14
| strany = 3602–3620
| issn = 1520-0442
| doi = 10.1175/JCLI4190.1
| jazyk = en
| url = http://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/JCLI4190.1
| datum přístupu = 2023-09-27
}}</ref> Na rozdíl od [[El Niño – Jižní oscilace|El Niño-Jižní oscilace (ENSO)]] tedy PDO není jediným fyzikálním způsobem oceánské variability, ale spíše souhrnem několika procesů s různým dynamickým původem.

Na meziročních časových škálách je index PDO rekonstruován jako součet náhodné a ENSO indukované variability Aleutské níže, zatímco na dekádových časových škálách se na něm přibližně stejnou měrou podílejí telekonekce ENSO, stochastické atmosférické vlivy a změny v cirkulaci severopacifického oceánského gyru. Kromě toho anomálie teploty povrchu moře vykazují určitou stálost od zimy do zimy v důsledku mechanismu opětovného vzniku.
[[Soubor:Atmospheric bridge.png|náhled|250x250pixelů|Atmosférický most během jevu [[El Niño]]]]

=== Telekonekce ENSO, atmosférický most<ref>{{Citace periodika
| příjmení = Alexander
| jméno = Michael A.
| příjmení2 = Bladé
| jméno2 = Ileana
| příjmení3 = Newman
| jméno3 = Matthew
| titul = The Atmospheric Bridge: The Influence of ENSO Teleconnections on Air–Sea Interaction over the Global Oceans
| periodikum = Journal of Climate
| datum vydání = 2002-08
| ročník = 15
| číslo = 16
| strany = 2205–2231
| issn = 0894-8755
| doi = 10.1175/1520-0442(2002)015<2205:TABTIO>2.0.CO;2
| jazyk = en
| url = http://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/1520-0442(2002)0152.0.CO;2
| datum přístupu = 2023-09-27
}}{{Nedostupný zdroj}}</ref> ===
[[El Niño – Jižní oscilace|ENSO]] může ovlivňovat globální cirkulaci tisíce kilometrů od rovníkového [[Tichý oceán|Pacifiku]] prostřednictvím „atmosférického mostu“. Během událostí [[El Niño]] se přes anomálně teplou teplotu povrchu moře zvyšuje [[Termická konvekce|hluboká konvekce]] a přenos tepla do [[Troposféra|troposféry]], toto tropické působení spojené s ENSO vytváří [[Rossbyho vlna|Rossbyho vlny]], které se šíří směrem k pólu a na východ a následně se lámou zpět od pólu do tropů. Planetární vlny se formují na preferovaných místech jak v severním, tak v jižním Tichém oceánu a telekonektorový jev se vytvoří během 2–6 týdnů.<ref>{{Citace periodika
| příjmení = Liu
| jméno = Zhengyu
| příjmení2 = Alexander
| jméno2 = Mike
| titul = Atmospheric bridge, oceanic tunnel, and global climatic teleconnections
| periodikum = Reviews of Geophysics
| datum vydání = 2007-06-23
| ročník = 45
| číslo = 2
| issn = 8755-1209
| doi = 10.1029/2005RG000172
| jazyk = en
| url = http://doi.wiley.com/10.1029/2005RG000172
| datum přístupu = 2023-09-27
}}</ref> Jevy řízené ENSO modifikují povrchovou teplotu, vlhkost, vítr a rozložení oblačnosti nad severním Pacifikem, které mění povrchové toky tepla, hybnosti a sladké vody, a tím vyvolávají anomálie teploty povrchu moře, slanosti a hloubky smíšené vrstvy (MLD).

Atmosférický most je účinnější během boreální zimy, kdy prohloubená Aleutská níž má za následek silnější a studené severozápadní větry nad centrálním Pacifikem a teplé/vlhké jižní větry podél západního pobřeží Severní Ameriky, související změny v povrchových tepelných tocích a v menší míře Ekmanův transport vytváří negativní anomálie teploty povrchu moře a prohloubenou MLD v centrálním Pacifiku a otepluje oceán od [[Havajské ostrovy|Havajských ostrovů]] po [[Beringovo moře]].
[[Soubor:Sst reemergence.png|náhled|250x250pixelů|Mechanismus opakování anomálií povrchové teploty oceánů]]
[[Soubor:Mixed layer depth seasonal cycle.png|náhled|250x250pixelů|Sezónní cyklus hloubky promíšené vrstvy.]]

=== Opakování anomálií povrchové teploty oceánů ===
Vzorce anomálií povrchové teploty oceánů ve středních šířkách mají tendenci se opakovat od jedné zimy k druhé, ale ne během léta, k čemuž dochází kvůli silnému sezónnímu cyklu smíšené vrstvy. Hloubka smíšené vrstvy nad severním Pacifikem je v zimě hlubší, obvykle 100–200 m, než v létě, a proto jsou anomálie povrchové teploty moří, které se vytvoří v zimě a zasahují až k základně smíšené vrstvy, zachyceny pod mělkou letní smíšenou vrstvou, když se koncem jara reformuje, a jsou účinně izolovány od tepelného toku vzduch-moře. Když se smíšená vrstva na podzim a začátkem zimy opět prohloubí, mohou anomálie opět ovlivnit povrch. Alexander a Deser<ref>{{Citace periodika
| příjmení = Alexander
| jméno = Michael A.
| příjmení2 = Deser
| jméno2 = Clara
| titul = A Mechanism for the Recurrence of Wintertime Midlatitude SST Anomalies
| periodikum = Journal of Physical Oceanography
| datum vydání = 1995-01
| ročník = 25
| číslo = 1
| strany = 122–137
| issn = 0022-3670
| doi = 10.1175/1520-0485(1995)025<0122:AMFTRO>2.0.CO;2
| jazyk = en
| url = http://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/1520-0485(1995)0252.0.CO;2
| datum přístupu = 2023-09-27
}}{{Nedostupný zdroj}}</ref> tento proces nazvali „mechanismus opětovného vynoření“ a je pozorován na většině území severního Tichého oceánu, i když je účinnější na západě, kde je zimní smíšená vrstva hlubší a sezónní cyklus větší.<ref>{{Citace periodika
| příjmení = Deser
| jméno = Clara
| příjmení2 = Alexander
| jméno2 = Michael A.
| příjmení3 = Timlin
| jméno3 = Michael S.
| titul = Understanding the Persistence of Sea Surface Temperature Anomalies in Midlatitudes
| periodikum = Journal of Climate
| datum vydání = 2003-01
| ročník = 16
| číslo = 1
| strany = 57–72
| issn = 0894-8755
| doi = 10.1175/1520-0442(2003)016<0057:UTPOSS>2.0.CO;2
| jazyk = en
| url = http://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/1520-0442(2003)0162.0.CO;2
| datum přístupu = 2023-09-27
}}{{Nedostupný zdroj}}</ref>

=== Stochastické atmosférické vlivy<ref>{{Citace periodika
| příjmení = Alexander
| jméno = Michael A.
| příjmení2 = Penland
| jméno2 = Cecile
| titul = Variability in a Mixed Layer Ocean Model Driven by Stochastic Atmospheric Forcing
| periodikum = Journal of Climate
| datum vydání = 1996-10
| ročník = 9
| číslo = 10
| strany = 2424–2442
| issn = 0894-8755
| doi = 10.1175/1520-0442(1996)009<2424:VIAMLO>2.0.CO;2
| jazyk = en
| url = http://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/1520-0442(1996)0092.0.CO;2
| datum přístupu = 2023-09-27
}}{{Nedostupný zdroj}}</ref> ===
Dlouhodobé změny teploty povrchu moře mohou být vyvolány náhodnými atmosférickými vlivy, které jsou integrovány ve smíšené vrstvě oceánu. Paradigma stochastického klimatického modelu navrhli Frankignoul a Hasselmann,<ref>{{Citace periodika
| příjmení = Frankignoul
| jméno = Claude
| příjmení2 = Hasselmann
| jméno2 = Klaus
| titul = Stochastic climate models, Part II Application to sea-surface temperature anomalies and thermocline variability
| periodikum = Tellus
| datum vydání = 1977-08
| ročník = 29
| číslo = 4
| strany = 289–305
| doi = 10.1111/j.2153-3490.1977.tb00740.x
| jazyk = en
| url = http://tellusa.net/index.php/tellusa/article/view/11362
| datum přístupu = 2023-09-27
}}</ref> v tomto modelu stochastický forcing reprezentovaný průchodem bouří mění teplotu smíšené vrstvy oceánu prostřednictvím povrchových energetických toků a Ekmanových proudů a systém je tlumen v důsledku zvýšených (snížených) tepelných ztrát do atmosféry nad anomálně teplou (studenou) povrchovou vrstvou oceánu prostřednictvím turbulentních energetických a dlouhovlnných radiačních toků, v jednoduchém případě lineární negativní zpětné vazby lze model zapsat jako oddělitelnou obyčejnou [[Diferenciální rovnice|diferenciální rovnici]]: <math>{\operatorname{d}y\over\operatorname{d}t}= v(t)- \lambda y</math>

kde v je náhodná atmosférická síla, λ je míra tlumení (kladná a konstantní) a y je odezva.

Spektrum rozptylu y je: <math>{G(w) = \frac{F}{w^2 + \lambda ^2 }}</math>

kde F je rozptyl bílého šumu a w je frekvence, z této rovnice vyplývá, že na krátkých časových škálách (w>>λ) rozptyl teploty oceánu roste se čtvercem periody, zatímco na delších časových škálách (w<<λ, ~150 měsíců) dominuje proces tlumení a omezuje anomálie teploty povrchu moře tak, že spektra se stávají bílými.

Atmosférický bílý šum tak vytváří anomálie SST na mnohem delších časových škálách, ale bez spektrálních vrcholů. Modelové studie naznačují, že tento proces přispívá až k 1/3 proměnlivosti PDO na desetiletých časových škálách.

=== Dynamika oceánů ===
K pozorované desetileté proměnlivosti v severním Tichém oceánu může přispívat několik dynamických oceánských mechanismů a zpětná vazba mezi SST a vzduchem. Proměnlivost SST je silnější v oblasti Kuroshio Oyashio extension (KOE) a je spojena se změnami osy a síly KOE,<ref name=":0" />která vytváří dekádovou a delší časovou škálu variability povrchové teploty oceánů, ale bez pozorované velikosti spektrálního vrcholu v ~10 letech, a zpětné vazby teplota povrchové vrstvy oceánů - vzduch. Vzdálená reemergence se vyskytuje v oblastech silného proudění, jako je rozšíření Kurošio, a anomálie vzniklé v blízkosti Japonska se mohou příští zimu znovu objevit ve středním Pacifiku.

=== Advektivní rezonance ===
Saravanan a McWilliams<ref>{{Citace periodika
| příjmení = Saravanan
| jméno = R.
| příjmení2 = McWilliams
| jméno2 = James C.
| titul = Advective Ocean–Atmosphere Interaction: An Analytical Stochastic Model with Implications for Decadal Variability
| periodikum = Journal of Climate
| datum vydání = 1998-02
| ročník = 11
| číslo = 2
| strany = 165–188
| issn = 0894-8755
| doi = 10.1175/1520-0442(1998)011<0165:AOAIAA>2.0.CO;2
| jazyk = en
| url = http://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/1520-0442(1998)0112.0.CO;2
| datum přístupu = 2023-09-27
}}{{Nedostupný zdroj}}</ref> prokázali, že interakce mezi prostorově koherentními atmosférickými vlivy a advektivním oceánem vykazuje periodicitu v preferovaných časových měřítkách, kdy nelokální advektivní efekty převažují nad lokálním tlumením teploty povrchu moře. Tento mechanismus

„advektivní rezonance“ může vytvářet dekádovou variabilitu povrchové teploty oceánů ve východní části severního Pacifiku spojenou s anomální Ekmanovou advekcí a povrchovým tepelným tokem.<ref>{{Citace periodika
| příjmení = Wu
| jméno = Lixin
| příjmení2 = Liu
| jméno2 = Zhengyu
| titul = Decadal Variability in the North Pacific: The Eastern North Pacific Mode*
| periodikum = Journal of Climate
| datum vydání = 2003-10
| ročník = 16
| číslo = 19
| strany = 3111–3131
| issn = 0894-8755
| doi = 10.1175/1520-0442(2003)016<3111:DVITNP>2.0.CO;2
| jazyk = en
| url = http://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/1520-0442(2003)0162.0.CO;2
| datum přístupu = 2023-09-27
}}{{Nedostupný zdroj}}</ref>

=== Cirkulace oceánského gyru v severním Tichém oceánu ===
Dynamické úpravy gyru jsou nezbytné pro vytváření dekádových maxim povrchové teploty oceánů v severním Pacifiku, k čemuž dochází prostřednictvím západně se šířících oceánských [[Rossbyho vlna|Rossbyho vln]], které jsou vynucovány větrnými anomáliemi ve středním a východním Pacifiku. Kvazigeostrofickou rovnici pro dlouhé nedisperzní Rossbyho vlny vynucené velkoškálovým větrným napětím lze zapsat jako lineární parciální diferenciální rovnici:<ref>{{Citace periodika
| příjmení = Jin
| jméno = Fei-Fei
| titul = A Theory of Interdecadal Climate Variability of the North Pacific Ocean–Atmosphere System*
| periodikum = Journal of Climate
| datum vydání = 1997-08
| ročník = 10
| číslo = 8
| strany = 1821–1835
| issn = 0894-8755
| doi = 10.1175/1520-0442(1997)010<1821:ATOICV>2.0.CO;2
| jazyk = en
| url = http://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/1520-0442(1997)0102.0.CO;2
| datum přístupu = 2023-09-27
}}{{Nedostupný zdroj}}</ref> <math>{\partial h\over\partial t} -c{\partial h\over\partial x} = \frac{-\nabla \times \vec{\tau}}{\rho_0f_0}</math>

kde h je anomálie tloušťky horní vrstvy, τ je napětí větru, c je rychlost Rossbyho vln závislá na zeměpisné šířce, ρ<sub>0</sub> je hustota mořské vody a f<sub>0</sub> je Coriolisův parametr v referenční zeměpisné šířce. Časové měřítko odezvy je dáno rychlostí Rossbyho vln, místem působení větru a šířkou povodí, v zeměpisné šířce Kuroshio Extension je c 2,5 cm/s a časové měřítko dynamické úpravy gyru je ~(5)10 let, pokud byla Rossbyho vlna iniciována ve (středo)východním Pacifiku.

Pokud je forsáž větru bílá zonálně rovnoměrná, měla by generovat červené spektrum, ve kterém se variance h zvyšuje s periodou a dosahuje konstantní amplitudy při nižších frekvencích bez dekádních a interdekádních špiček, avšak při nízkých frekvencích atmosférické cirkulace mají tendenci převládat pevné prostorové vzorce, takže forsáž větru není zonálně rovnoměrná, pokud je forsáž větru zonálně sinusová, pak dochází k dekádním špičkám v důsledku rezonance forsovaných Rossbyho vln v měřítku povodí.

Šíření h anomálií v západním Pacifiku mění osu a sílu KOE a ovlivňuje SST v důsledku anomálního geostrofického přenosu tepla. Nedávné studie<ref name=":0" /><ref>{{Citace periodika
| příjmení = Ceballos
| jméno = Lina I.
| příjmení2 = Di Lorenzo
| jméno2 = Emanuele
| příjmení3 = Hoyos
| jméno3 = Carlos D.
| titul = North Pacific Gyre Oscillation Synchronizes Climate Fluctuations in the Eastern and Western Boundary Systems*
| periodikum = Journal of Climate
| datum vydání = 2009-10-01
| ročník = 22
| číslo = 19
| strany = 5163–5174
| issn = 1520-0442
| doi = 10.1175/2009JCLI2848.1
| jazyk = en
| url = http://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/2009JCLI2848.1
| datum přístupu = 2023-09-27
}}</ref> naznačují, že Rossbyho vlny vybuzené Aleutskou níží šíří signál PDO ze severního Pacifiku do KOE prostřednictvím změn osy KOE, zatímco Rossbyho vlny spojené s NPO šíří signál oscilace severního Pacifiku prostřednictvím změn síly KOE.

== Odkazy ==

=== Reference ===
{{Překlad|en|Pacific decadal oscillation|1170978845}}

<references />

=== Externí odkazy ===
* {{Commonscat}}
{{Autoritní data}}

[[Kategorie:Údržba:Články s referencemi v nadpisech]]
[[Kategorie:Tichý oceán]]
[[Kategorie:Klimatologie]]