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金向泽, 张学洪. 温盐环流与全球增暖的数值模拟 (二)温盐环流在全球增暖事件中的作用[J]. 大气科学, 1994, 18(z1): 780-791. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.z1.02
引用本文: 金向泽, 张学洪. 温盐环流与全球增暖的数值模拟 (二)温盐环流在全球增暖事件中的作用[J]. 大气科学, 1994, 18(z1): 780-791. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.z1.02
Jin Xiangze, Zhang Xuehong. Simulation of Thermohaline Ciculation and Global Warming── (II)The Role of Thermohaline Circulation in Global Warming[J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 1994, 18(z1): 780-791. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.z1.02
Citation: Jin Xiangze, Zhang Xuehong. Simulation of Thermohaline Ciculation and Global Warming── (II)The Role of Thermohaline Circulation in Global Warming[J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 1994, 18(z1): 780-791. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.z1.02

温盐环流与全球增暖的数值模拟 (二)温盐环流在全球增暖事件中的作用

Simulation of Thermohaline Ciculation and Global Warming── (II)The Role of Thermohaline Circulation in Global Warming

  • 摘要: 本文是用简单海一气耦合模型模拟温盐环流在全球增暖事件中作用的研究工作的第二部分。在研究海-气耦合系统的增暖过程之前,我们先利用单独的大西洋温盐环流模式模拟和分析了海表热异常向深海的传输过程。结果表明温盐环流在海洋对热异常的响应过程中是被削弱的;对各种物理过程在热异常向深海传输过程中的作用的分析表明,对流在热异常由海表向深海的输送过程中起着关键的作用。在这基础上,我们利用本文第一部分中复制的二维海洋温盐环流模式和一个零维的能量平衡大气模式,在大气和海洋表层始终处于热平衡状态的假定下建立了一个高度简化的海气耦合系统,用数值试验方法研究了该系统对于和大气CO2浓度突然加倍相当的辐射强迫的迁延响应,着重分析了温盐环流在全球增暖过程中的作用。结果表明:1)两大洋的平衡响应结果有显著差别:太平洋是温盐环流的上翻区,热量主要通过扩散过程由海表向深海渗透,因而海表升温较快,深海加热较慢,而且增温幅度几乎是南北均一的;在北大西洋深水形成区。由于对流与垂直平流共同作用,海表吸收的热量迅速下传,使得大西洋平均海表增温速度要比太平洋慢。而其深海增温则要快得多,并且增温幅度在南北方向是不均匀的。(2)北大西洋在增暖过程中由于其温度垂直和水平梯度的减小,温盐环流是被削弱的,但如果不考虑由于海-气水分交换引起的盐度变化,那么这种削弱不很严重;如果考虑增暖过程中由于降水增加导致北大西洋海表盐度减小的效应,那么温盐环流将进一步被削弱,从而海洋上层向北的经向热输送也随之减小,结果将导致北大西洋北部海表增温更慢。( 3)在千年时间尺度上,随着被转移到深海的额外热量不断增加,热异常向深海的输送受到限制,从而使海表增湿速度加快;同时,随着深海的增温区逐渐由高纬向赤道方向扩展,温盐环流重新开始加强。这种长期演变意味着海洋对全球增暖的迟滞作用将是逐渐减弱的。

     

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