Abstract: Q. Zhang, Y. Zhang, Z. Wu (2023)

Using the ensemble empirical mode decomposition method, this study systematically investigates the multiple timescales of the southern annular mode (SAM) and identifies their relative contributions to the persistence of the SAM. Analyses show that the persistence of SAM mainly depends on the contribution of longer-timescale variabilities, especially the cross-seasonal variability of SAM. When subtracting the cross-seasonal variability from the SAM, the long-term positive covariance between the eddy forcing and zonal flow disappears. Composite analysis shows that the meridional shift of zonal wind, eddy momentum forcing and baroclinicity anomalies can be maintained for more than 40 days only under the circumstance of strong cross-seasonal variability, indicating the dominant role played by the cross-seasonal variability for the low-frequency persistence of the SAM. Analysis further shows that the cross-seasonal variability of the SAM, in addition to the internal dynamics, is associated with the extratropical air-sea interaction. About half of the strong cross-seasonal SAM events are accompanied by evident extratropical dipolar SST anomalies, which mostly occur in austral summer. The cross-seasonal dependence of the low-frequency change in SAM suggests that the contribution of longer-timescale variabilities, especially the cross-seasonal variability, cannot be neglected in subseasonal prediction of the SAM.

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Multiple time scales of the southern annular mode