Có bằng chứng rằng “phản ứng” mô phỏng đối với cưỡng bức khí nhà kính trong AOGCMs có kiểu giống với vành khuyên bắc của mô hình, vì vậy cần phải mô phỏng thực tế cả mô hình vành khuyên bắc (NAM). Sự phân tích riêng các AOGCM đã thể hiện rằng chúng có thể giống hình dạng nhiều kiểu NAO và NAM trong đó có sự liên kết giữa vòng lưu chuyển và nhiệt độ. Nhiêu nghiên cứu chỉ ra rằng liên kết tầm xa giữa đại tây dương và thái bình dương mạnh hơn được quan sát. Các so sánh đa mô hình của áp suất khí quyển mùa đông (Osborn, 2004), nhiệt độ mùa đông ( Stephenson và Pavan, 2003) và áp suất khí quyển trong suốt các tháng trong năm (AchutaRao, 2004), bao gồm sự đánh giá của MMD tại PCMDI (Miller, 2006) xác nhận kĩ năng tổng thể của các AOGCM nhưng cũng nhận định sự liên kết từ xa giữa biển thái bình dương và đại tây dương là mạnh trong nhiều mô hình hơn đối tượng quan sát (Osborn, 2004). Trong một số mô hình nó thường thiên lệch về hướng một cơn lốc xoáy ở địa cực mạnh trong tất cả các mùa đông, bởi vậy những mô hình của chúng thường phản ánh nó chỉ được quan sát một vài lần cùng với những cơn lốc xoáy mạnh.
Phần lớn các AOGCM đưa quá nhiều tính biến thiên áp suất mực nước biển vào
NAM và NAO. Sự biến đổi qua các năm của NAM hay NAO đã được mô hinh
phỏng tinh biến thiên Độ lớn của sự biến thiên nhiều thập kỉ trong mô hình điều khiển AOGCM thấp hơn được quan sát, và không thể tái lập trong mô phỏng mô hình hiện tại với sự bắt buộc bên ngoài. Dĩ nhiên , Scaife et al chỉ ra rằng su hướng nhiều thập kỉ được quan sát trong bề mặt NAM và NAO có thể tái lập trong một AOGCM nếu xu hướng được quan sát trong chu trình tầng bình lưu được quy định trong mô hình. Quá trình ghép tầng bình lưu tầng đối lưu có thể bởi vậy cần được bao gồm trong những mô hình tới mô phỏng hoàn toàn tính biến thiên NAM. Sự phản ứng cả NAM và NAO với các sự không bình thường như: băng tan, biến thiên nhiệt độ bề mặt biển, núi lửa phun khói chúng minh một vài tính tương thích với những biến đổi được quan sát, mặc dù sự khó khăn trong việc xác định những nguyên nhân và ảnh hưởng của hệ thống liên kết đã làm hạn chế độ tin cậy của mô hình.
Giống như NAM ở NH, SAM đã có những dấu hiệu ảnh hưởng trong sự lưu trình tầng đối lưu, cơn lốc cực tầng đối lưu, đường đi của bão ở vùng vĩ độ giữa, chu
trình đại dương và băng biển. Các AOGCM nói chung mô phỏng hiện thực SAM.
Ví dụ, hình 8.12 so sánh SAM mùa đông phương nam được mô phỏng trong MMD tại PCMDI với SAM được quan sát như miêu tả trong phân tích lại NCEP (National Centers for Environmental Prediction). Nhân tố chính của mô hình, sự không bình thường áp suất trên Antarctica và không bình thường áp xuất cao theo hướng xích đạo 60oS được AOGCMs nắm bắt tốt. Trong tất cả nhưng hai AOGCM, sự tương quan không gian giữa SAM được mô phỏng và được quan sát là hơn 95%. Sự phân tích về sau cho thấy dấu hiệu ảnh hưởng SAM trong nhiệt độ bề mặt, như sự không bình thường bề mặt ấm lên trên bán đảo nam cực được liên quan tới sự kiện SAM dương, nó cũng nhận được từ một vài AOGCM. Những mô phỏng thực tế lưu trình liên quan đến SAM được thể hiện trong hinh 8.12, bởi vì signatures nhiệt độ bề mặt của SAM phản ánh đặc trưng bình lưu của phân phối nhiệt độ khí hậu bởi lưu trình liên quan đến SAM.
Mặc dù cấu trúc không gian SAM được mô phỏng tốt bởi AOGCMs trong MMD tại PCMDI, những đặc tính khác của SAM ,như biên độ, cấu trúc từng khu vực nhỏ, phân bố thời gian, nó không giống với kết quả phân tích của NCEP. Ví dụ, hình 8.12 thể hiện rằng biến thiên SAM được mô phỏng trong phạm vi giữa 0.9 và 2.4 lần biến thiên NCEP phân tích lại SAM. Tuy nhiên, những đặc tính như vậy thay đổi đáng kể trong số các realisation khác nhau của toàn bộ các bộ phận, và tính biến thiên thời gian của NCEP phân tích lại SAM không so sánh tốt được với dữ liệu trạm. Rất khó xác định xem sai sót này là của mô hình hay của trung tâm NCEP.
Việc giải quyết những vấn đề này có thể yêu cầu một sự hiểu biết hơn về động lực học SAM. Mặc dù SAM thể hiện những dấu hiệu sáng sủa trong đại dương và tâng bình lưu, cấu trúc tâng bình lưu của nó có thể được mô phỏng, ví dụ, trong các GCM khí quyển với một tầng bình lưu được giải quyết kém và được lái bởi các
SST được quy định. Thậm chí nhiều mô hình khí quyển đơn giản hơn với một hay hai mức đứng tạo ra biến thiên giống SAM. Những mô hình tương đối đơn giản này dành được dynamics mà nàm dưới biến thiên SAM – cụ thể là, sự tương tác giữa gió xoáy tầng đối lưu và hệ thống thời tiết extratropical. Tuy nhiên đại dương và tâng bình lưu có thể vẫn ảnh hưởng biến thiên SAM theo những cách quan trọng. Ví du, các mô phỏng AOGCM suggest strong SAM-related impacts on nhiệt độ dại dương, sự vận chuyển nhiệt đại dương, phân phối nước đá biển, gợi ý một tiềm năng những sự tương tác biển không khí tới influence dynamics SAM. Hơn nữa, khả năng quan sát và nghiên cứu mô hình hóa cho thấy rằng tầng bình lưu có lẽ cũng đã gây ảnh hưởng tới SAM tầng đối lưu, ít nhất trong mùa hè và mùa xuân phương Nam. Như vậy, cần mô mô phỏng chính xác về liên kết tầng bình lưu - tầng đối lưu và khí quyển - đại dương để mô phỏng chính xác SAM.
biển bán cầu Nam mùa hè (Tháng 11 đến tháng 2) trong năm khoảng 1950 đên 1999. EOFs được chia độ do vậy các thành tố chính kết hợp có biến thiên đơn vị trên thứ tự đó. Tỷ lệ phần trăm biến thiên đã tính bởi dạng chính được ghi tại góc trái trên của mỗi ô. Sự tương quan không gian (r) với kiểu được quan trắc được chỉ rõ tại góc phải trên. Tại góc phải dưới là tỷ lệ của biến thiên không gian EOF với giá trị quan trắc. “Canadian CC” refers to CGCM3.1 (T47), và “Russell GISS” refers to the GISS AOM. Adapted from Miller et al. (2006).