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太平洋环流分析及其在全球变暖下的响应

刘子洲  
【摘要】:本文通过HYCOM模式两层嵌套的模拟及增大净热通量的敏感性实验,分析了太平洋气候态环流场特征与季节性变化特征及其在全球变暖下响应的海洋动力学过程的影响。 环流对世界大洋水文要素及热盐状况有重要的影响,对全球气候也存在巨大影响,太平洋环流是世界大洋环流最重要的组成部分。全球变暖及其引发的一系列海洋大气异常的变化,是海洋学研究的前沿与热点问题。利用模式来探索环流结构及其在全球变暖下的响应,具有重要的研究意义。 模式模拟结果与ADCP实测资料及前人研究成果进行比对,比对结果显示模式具有较好的模拟能力:模式模拟的源地黑潮附近的流场结构与ADCP实测的流场结构类似,且在时间变化上十分接近;成功模拟出了赤道潜流核心西浅东深的特性及潜流源头水来源的情况;对黑潮的流场及龙目海峡处的流量模拟与观测较为一致。 利用模式结果构建太平洋年均流场,在定性分析的基础上对流场进行定量分析。对主要流的来源与补充关系进行了探讨:南赤道流来源为秘鲁寒流与赤道潜流上升流,赤道潜流来源为新几内亚沿岸流回流,北太平洋东边界流在表层流幅较窄、次表层流幅较宽,副热带逆流在南北半球均存在明显的双核甚至多核结构。对流场的季节性变化进行了分析:北赤道逆流来源在冬春季与夏秋季不同、北赤道逆流春季与夏季在表层存在季节性消失现象,西向的赤道中层流仅在秋季存在于180°经线以西海域,西太平洋夏秋季流场与冬春季流场存在较大的季节性差异。 在增大净热通量的敏感性实验中,海洋动力学过程导致赤道太平洋出现增温空间不均的情况,沿赤道区域存在一个增温最弱通道,从西太平洋次表层到达东太平洋表层。赤道东太平洋增温最弱可能与赤道潜流有关,而东太平洋温跃层加深、垂向热输运增大也是造成东太平洋区域表层增温最弱、次表层增温较强的重要原因。赤道潜流流量是一直增大的,赤道表层流以150°W为界,以东流速增大、以西流速减小,流速变化导致的水平热输运的变化与SST异常的空间分布相符。 受副热带环流影响,赤道东太平洋表层增温最弱的水团会向极运动到达副热带,并在副热带20°-30°N之间的区域潜沉,潜沉至温跃层后,该水团又通过次表层分支平流进入赤道区域,与赤道潜流汇合形成这样一个增温最小区域的循环。这说明全球变暖后,亚热带环流对增温最弱水团的输运起着至关重要的作用。


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