On the interannual variability of arctic sea‐level pressure and sea ice

Abstract

Monthly mean sea‐level pressure (SLP) data from the Northern Hemisphere for the period January 1952‐December 1987 are analysed. Fluctuations in this field over the Arctic on interannual time‐scales and their statistical association with fluctuations farther south are determined. The standard deviation of the interannual variability is largest compared with that of the annual cycle along the seaboards of the major land masses. The SLP anomalies are generally in phase over the entire Arctic Basin and extend south over the northern Russia and Canada, but tend to be out of phase with fluctuations at mid‐latitudes. The anomalies are most closely associated with fluctuations over the North Atlantic and Europe except near the Chukchi Sea to the north of Bering Strait. The associations with the North Pacific fluctuations become increasingly more prominent at most Arctic sites (e.g. the Canadian Arctic Archipelago) as the time‐scale increases.

Associations between the SLP fluctuations and atmospheric indices that represent processes affecting sea‐ice drift (wind stress and wind stress curl) are determined. In every case local associations dominate, but some remote ones are also evident. For example, changes in the magnitude of the wind stress curl over the Beaufort Sea are increased if the atmospheric circulation over the North Pacific is intensified; wind stress over the region where sea ice is exchanged between the Beaufort Gyre and the Transpolar Drift Stream is modulated by both the Southern and North Atlantic Oscillations.

Severe sea‐ice conditions in the Greenland Sea (as measured by the Koch Ice Index) coincide with a weakened atmospheric circulation over the North Atlantic.

Résumé

On analyse les données mensuelles de la pression du niveau moyen de la mer (SLP) de l'hémisphère Nord pour la période de janvier 1952 à décembre 1987. On détermine les fluctuations de ce champ dans l'Arctique sur des échelles de temps interannuelles et leur association statistique avec les fluctuations plus au sud. L'écart type de la variabilité interannuelle est plus grand que celui du cycle annuel côtier des principales masses terrestres. Les anomalies de la SLP sont généralement en phase à la grandeur du bassin Arctique, s'étendent vers le sud en Russie et au Canada, mais tendent d'être hors phase avec des fluctuations aux latitudes moyennes. Les anomalies sont associées de très près aux fluctuations dans l'Atlantique Nord et l'Europe, sauf pour la mer de Chuckotka, au nord du détroit de Bering. Les associations avec le Pacifique Nord deviennent plus importantes à la plupart des stations arctiques (p. ex., l'Archipel arctique canadien) avec l'augmentation de l'échelle de temps.

On détermine les relations entre la SLP et les indices atmosphériques qui représentent les processus influant sur la dérive des glaces (force du vent et tourbillon de la force du vent). Les relations locales dominent dans chaque cas, mais quelques relations éloignées sont aussi évidentes. Par exemple, les changements dans l'ampleur du tourbillon de la force du vent au‐dessus de la mer de Beaufort augmentent avec l'intensification de la circulation atmosphérique au‐dessus du Pacifique Nord; la force du vent dans la région d'échange des glaces, entre le cercle de Beaufort et le courant de dérive transpolaire, est modulé par les oscillations sud et nord de l'Atlantique.

Les conditions extrêmes des glaces (telles qui mesurées par indice des glaces Koch) dans la mer du Groenland coïncident avec une circulation atmosphérique affaiblie au‐dessus de l'Atlantique Nord.

Notes

Present affiliation: Bureau of Meteorology Research Centre, G.P.O. Box 1289K, Melbourne, Victoria, 3001, Australia.