Linking Arctic sea‐ice and atmospheric circulation anomalies on interannual and decadal timescales

Abstract

The relationship between Arctic sea‐ice concentration anomalies, particularly those associated with the “Great Salinity Anomaly” of 1968–1982, and atmospheric circulation anomalies north of 45°N is investigated. Empirical orthogonal function (EOF) analyses are performed on winter Arctic ice concentration from 1954 to 1990, sea level pressure and 500‐hPa heights from 1947 to 1994, and 850‐hPa temperatures from 1963 to 1994. Variability on both interannual and decadal timescales is apparent in the time series of the leading winter EOFs of all variables. The first EOF of winter sea‐ice concentration was found to characterize the patterns of ice variability associated with the Great Salinity Anomaly in the northern North Atlantic from 1968–82. Spatial maps of temporal correlation coefficients between the time series of the first EOF of winter sea‐ice concentration and the winter atmospheric anomaly fields are calculated at lags of 0 and ±7 year. Maximum correlations were found to exist when the time‐series of this ice EOF 1 leads the atmospheric anomaly fields by one year. A particularly interesting result is the connection between the presence of ice anomalies in the Greenland and Barents Seas and subsequent pressure anomalies of the same sign over the Irminger Basin and the Canadian Arctic. The main emphasis of the paper is to identify connections between Arctic sea‐ice and atmospheric circulation anomalies at interannual time‐scales.

Résumé

Cette étude vise à déterminer s'il existe une relation entre les anomalies de la concentration de glace marine arctique, en particulier celles reliées à la grande anomalie de salinité de la période 1968–1982, et les anomalies de la circulation au nord de 45°N. Des analyses en terme de Fonctions Empiriques Orthogonales (FEO) sont effectuées sur la concentration hivernale de glace arctique entre 1954 et 1990, la pression au niveau de la mer et les hauteurs géopotentielles au niveau 500 hPa de 1947 à 1994, et les températures au niveau 850 hPa de 1963 à 1994. D'une année à l'autre et à l'échelle décennale, la variabilité est apparente dans la série chronologique de la principale analyse FEO hivernale de toutes les variables. La première analyse FEO de la concentration hivernale de glace marine représente les caractéristiques de la variabilité de la glace, associées à la grande anomalie de salinité dans le nord de l'Atlantique Nord entre 1968 et 1982. Des cartes de coefficient de corrélations temporelles, entre la série chronologique de la première analyse FEO de la concentration hivernale de glace marine et les champs des anomalies atmosphériques hivernales, sont établies en déphasage de 0 et ± 1 année. Des corrélations maximales sont observées lorsque la série chronologique de cette analyse FEO 1 de glace mène les champs des anomalies atmosphériques par une année. Un résultat particulièrement intéressant est la relation entre les anomalies de glace dans les mers du Groenland et de Barents, et les anomalies subséquentes de pression du même signe sur le bassin Irminger et l'Arctique canadien. Cet article met l'accent sur l'identification des relations, d'une année à l'autre, entre la glace marine arctique et les anomalies de la circulation atmosphérique.

Notes

Present Affiliation: Climatic Research Unit, University of East Anglia, Norwich, UK NR4 7TJ