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中新世中低纬度海道变化对大西洋经圈翻转流和气候变化影响的模拟研究
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作者 魏吉林 刘海龙 +2 位作者 郑伟鹏 林鹏飞 赵彦 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期32-40,共9页
自中中新世以来,特提斯海道和巴拿马海道的开合状态可能直接影响了大西洋经圈翻转流(AMOC)的强度和空间形态演变。但是,当前对这两处关键的中低纬度海道与AMOC之间联系的系统性研究较少。本研究基于中中新世时期的边界条件,利用耦合气... 自中中新世以来,特提斯海道和巴拿马海道的开合状态可能直接影响了大西洋经圈翻转流(AMOC)的强度和空间形态演变。但是,当前对这两处关键的中低纬度海道与AMOC之间联系的系统性研究较少。本研究基于中中新世时期的边界条件,利用耦合气候模式开展了中中新世气候模拟试验,以及特提斯海道和巴拿马海道先后关闭的敏感性试验。模拟结果显示,开放的特提斯海道和巴拿马海道分别为热带印度洋和太平洋海水进入北大西洋提供了“捷径”,同时分别向北大西洋输运高盐度海水和低盐度海水,对AMOC强度的变化起着相反的作用。特提斯海道开放增强了AMOC,这抵消了巴拿马海道开放导致的对AMOC的减弱。这两处中低纬度海道的关闭均能引起全球海表温度的南北不对称响应,分界线大致位于巴拿马海道所在纬度。本研究表明,只有特提斯海道和巴拿马海道关闭时,才会形成现代意义上的AMOC空间结构,因此这两处中低纬度海道的关闭时间对研究AMOC演变具有重要意义。 展开更多
关键词 大西洋经圈翻转 中中新世大暖期 淡水输运 巴拿马海道 特提斯海道
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耦合模式FGOALS-s2模拟的大西洋经圈翻转环流(AMOC)的年代际变率 被引量:2
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作者 李晓兰 俞永强 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2018年第2期221-234,共14页
利用中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG/IAP)发展的耦合的气候系统模式FGOALS-s2工业革命前控制试验结果研究了大西洋经向翻转流(Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC)的年代... 利用中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG/IAP)发展的耦合的气候系统模式FGOALS-s2工业革命前控制试验结果研究了大西洋经向翻转流(Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC)的年代际变率及其物理机制。传统AMOC是利用深度坐标下的质量流函数来表征,本文通过对密度坐标下49.5°N的AMOC指数与其余纬度的AMOC指数作相关分析,发现AMOC的变化有从深水形成区向南传播的过程,且密度坐标下的AMOC变率在北大西洋高纬度明显大于低纬度。分析进一步表明,模式模拟的AMOC具有年代际振荡,周期约为70年。这个低频振荡主要是由与AMOC变化相关的温度和盐度的变化与海表风场之间的相互作用引起,具体机制如下:格陵兰—冰岛—挪威海有异常强的海表风场,导致蒸发增强,继而使海表盐度增加,深水形成增多,从而使AMOC增强。AMOC加强后,会使得向北的热量和盐度输送增加,减弱此处的经向温度梯度,风场随之减弱,从而完成位相的反转。 展开更多
关键词 气候系统模式 大西洋经向翻转(amoc) 年代际变率
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大西洋经向翻转流多百年际变率的二维海洋模式研究
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作者 王鉥祥 杨海军 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1028-1036,共9页
利用简单海洋环流模式,对大西洋经向翻转流(AMOC)的多百年际振荡进行模拟研究。首先推导纬向平均的二维海洋环流模式,得到AMOC的控制方程及关键参数。然后利用数值方法,使用混合边界条件,在合适的边界条件和强迫场条件下模拟合理的AMOC... 利用简单海洋环流模式,对大西洋经向翻转流(AMOC)的多百年际振荡进行模拟研究。首先推导纬向平均的二维海洋环流模式,得到AMOC的控制方程及关键参数。然后利用数值方法,使用混合边界条件,在合适的边界条件和强迫场条件下模拟合理的AMOC气候态。通过向北半球副极地表层添加盐度通量随机强迫,进行长时间积分,激发AMOC的多百年际变率。功率谱分析结果表明,AMOC可以展现约260年的周期性振荡,对AMOC进行EOF分解得到的主模态主要信号位于较深的海盆,表明多百年际变率可能与较深层海洋的变动联系紧密。最后探究振荡周期与海盆体积及AMOC强度的关系,海盆体积越大,振荡周期越长;AMOC越强,振荡周期越短。 展开更多
关键词 大西洋经向翻转(amoc) 简化海洋模式 多百年际变率
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大西洋热盐环流减弱对热带太平洋气候平均态及年际变率的影响 被引量:1
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作者 李昕容 杨海军 王宇星 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期242-250,共9页
利用一个完全耦合的海气模式,通过对比分析两组试验中海表温度、盐度、风应力等气候态变化特征以及ENSO强度和频率的变化,研究热带太平洋气候平均态及年际变率对热盐环流减弱的响应。在北大西洋高纬地区注入1 Sv淡水后,大西洋经向翻转流... 利用一个完全耦合的海气模式,通过对比分析两组试验中海表温度、盐度、风应力等气候态变化特征以及ENSO强度和频率的变化,研究热带太平洋气候平均态及年际变率对热盐环流减弱的响应。在北大西洋高纬地区注入1 Sv淡水后,大西洋经向翻转流(AMOC)减弱约90%,这直接导致向北的经向热量输送减少,使北大西洋有明显降温,南大西洋略有升温。这些变化会经过大气和海洋的远程传播以及局地海气反馈作用,影响热带太平洋气候平均态:赤道东西太平洋的SST都略有增温,但纬向温度梯度和纬向风应力并没有太大变化,赤道太平洋温跃层的深度和倾斜度也基本保持不变。相应地,ENSO强度和频率也没有明显变化。由此得出结论:热盐环流减弱会引起全球气候平均态的变化,但对热带太平洋的年际变率没有太大影响。 展开更多
关键词 热盐环 ENSO 淡水试验 大西洋经向翻转(amoc)
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不同分辨率下青藏高原对大西洋经向翻转流影响的耦合模式研究
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作者 邵星 杨海军 +3 位作者 李洋 姜睿 姚杰 杨千姿 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期121-131,共11页
利用耦合地球系统模式CESM1.0,探究不同分辨率下青藏高原对大西洋经向翻转流(AMOC)的影响。对比有青藏高原地形与无青藏高原地形的试验,发现移除青藏高原后AMOC的变化与模式分辨率有关,不同分辨率下AMOC的变化不一致,低分辨率试验中AMO... 利用耦合地球系统模式CESM1.0,探究不同分辨率下青藏高原对大西洋经向翻转流(AMOC)的影响。对比有青藏高原地形与无青藏高原地形的试验,发现移除青藏高原后AMOC的变化与模式分辨率有关,不同分辨率下AMOC的变化不一致,低分辨率试验中AMOC强度降低89%,高分辨率试验中仅降低13%。产生这种差异的原因是,不同分辨率下对深水形成有重要贡献的混合层潜沉位置和强度的变化显著不同:低分辨率试验主要位于格陵兰海?冰岛海?挪威海(GIN),高分辨率试验主要位于拉布拉多海,移除青藏高原后,高、低分辨率试验中潜沉均减弱,但低分辨率试验中减弱幅度大于高分辨率试验,高分辨率试验中位于拉布拉多海的潜沉强度减弱最明显,低分辨率试验中所有海域的潜沉强度均减弱,GIN海域尤其明显。模拟结果与观测风场数据以及北大西洋深水形成最新观测结果的对比表明,在所研究海域,低分辨率耦合模式的模拟结果更接近观测值。 展开更多
关键词 青藏高原 大西洋经向翻转(amoc) 潜沉 模式分辨率
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海洋环流对全球增暖趋势的调制:基于FGOALS-s2的数值模拟研究 被引量:4
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作者 俞永强 宋毅 《大气科学》 CSCD 北大核心 2013年第2期395-410,共16页
在工业革命以来全球长期增暖趋势背景下,全球平均表面气温还同时表现出年代际变化特征,二者叠加在一起使得全球平均气温在某些年份增暖相对停滞(如1999~2008年)或者增暖相对较快(如1980~1998年)。利用中国科学院大气物理研究所大气科... 在工业革命以来全球长期增暖趋势背景下,全球平均表面气温还同时表现出年代际变化特征,二者叠加在一起使得全球平均气温在某些年份增暖相对停滞(如1999~2008年)或者增暖相对较快(如1980~1998年)。利用中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG)发展的耦合气候模式FGOALS-s2历史气候和典型路径浓度(RCPs)模拟试验结果研究了可能造成全球增暖的年代际停滞及加速现象的原因,特别是海洋环流对全球变暖趋势的调制作用。该模式模拟的全球平均气温与观测类似,即在长期增暖趋势之上,还叠加了显著的年代际变化。对全球平均能量收支分析表明,模拟的气温年代际变化与大气顶净辐射通量无关,意味着年代际表面气温变化可能与能量在气候系统内部的重新分配有关。通过对全球增暖加速和停滞时期大气和海洋环流变化的合成分析及回归分析,发现全球表面气温与大部分海区海表温度(SST)均表现出几乎一致的变化特征。在增暖停滞时期,SST降低,更多热量进入海洋次表层和深层,使其温度增加;而在增暖加速时期,更多热量停留在表层,使得大部分海区SST显著增加,次表层海水和深海相对冷却。进一步分析表明,热带太平洋表层和次表层海温年代际变化主要是由于副热带—热带经圈环流(STC)的年代际变化所致,然后热带太平洋海温异常可以通过风应力和热通量强迫作用引起印度洋、大西洋海温的年代际变化。在此过程中,海洋环流变化起到了重要作用,例如印度尼西亚贯穿流(ITF)年代际异常对南印度洋次表层海温变化起到关键作用,而大西洋经圈翻转环流(AMOC)则能直接影响到北大西洋深层海温变化。 展开更多
关键词 气候系统模式 全球增暖 年代际变化 副热带—热带经圈(STC) 印度尼西亚贯穿(ITF) 大西洋经圈翻转函数(amoc)
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