Evaluating SODA for Indo-Pacific Ocean decadal climate variability studies

Abstract

Estimates of changes in upper ocean temperature, heat content, and sea level are dependent on the coverage of subsurface observations in space and time. Historically, these data are sparse, which has limited our understanding of ocean climate variability and change mechanisms. Ocean state estimates, which effectively represent a model synthesis and integration of the available observations, including internal observations in the ocean and surface forcing, help to address the inhomogeneity of sparse observations in space and time. Here we evaluate the representativeness of ocean state estimates from the Simple Ocean Data Assimilation Version 2.2.4 (SODA) data for studying Indo-Pacific Ocean decadal temperature and sea level variability over the period 1950-2007. The SODA data are evaluated against independent sea level anomalies from long-record tide gauges at Midway Island and Fremantle, reconstructed sea surface height anomalies, and sea surface height anomalies from TOPEX/Poseidon satellite altimeter observations at the decadal time scale. This study demonstrates that SODA captures the characteristic Interdecadal Pacific Oscillation (IPO) over the upper 200 m, and accurately represents these decadal changes against the independent observations. The SODA-product shows a meridional asymmetry of patterns that connect the western tropical Pacific and the Indian Ocean, apparently in relation to IPO changes. Regional sea level at the Midway Island and Fremantle tide gauges confirm this decadal connection and the relationship with the IPO. We concluded that SODA is potentially a useful tool to examine ocean decadal climate variability across the Indo-Pacific Ocean.

Las estimaciones de los cambios en la temperatura del océano superior, el contenido de calor y el nivel del mar dependen de la cobertura de las observaciones del subsuelo en el espacio y el tiempo. Históricamente, estos datos son escasos, lo que ha limitado nuestra comprensión de la variabilidad del clima oceánico y los mecanismos de cambio. Las estimaciones del estado del océano, que representan efectivamente una síntesis e integración del modelo de las observaciones disponibles, incluidas las observaciones internas en el océano y el forzamiento de la superficie, ayudan a abordar la falta de homogeneidad de las observaciones dispersas en el espacio y el tiempo. Aquí evaluamos la representatividad de las estimaciones del estado del océano a partir de los datos de la versión 2.2.4 de asimilación simple de datos oceánicos (SODA) para estudiar la temperatura decenal del océano Indo-Pacífico y la variabilidad del nivel del mar durante el período 1950-2007. Los datos de SODA se evalúan contra anomalías independientes del nivel del mar de mareógrafos de registros largos en Midway Island y Fremantle, anomalías de altura de la superficie del mar reconstruidas y anomalías de altura de la superficie del mar de observaciones del altímetro satelital TOPEX / Poseidon en la escala de tiempo decenal. Este estudio demuestra que SODA captura la Oscilación del Pacífico Interdecadal (IPO) característica en los 200 m superiores y representa con precisión estos cambios decenales frente a las observaciones independientes. El producto SODA muestra una asimetría meridional de patrones que conectan el Pacífico tropical occidental y el Océano Índico, aparentemente en relación con los cambios de OPI. Los mareógrafos regionales del nivel del mar en Midway Island y Fremantle confirman esta conexión decenal y la relación con la OPI. Llegamos a la conclusión de que SODA es una herramienta potencialmente útil para examinar la variabilidad climática decenal del océano a lo largo del Océano Indo-Pacífico.