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Heinrich期间北大西洋海温南极信号成因

15、冰冻圈科学 > 专题6：海-冰-气相互作用的物理过程和机制

地球气候系统突变一直是近年来地学研究的热点。许多古气候记录表明,末次间冰期以来全球发生了一系列的气候突变事件。格陵兰冰芯所记录的冰期气候突变的特征是从冰阶到间冰阶的迅速升温，由于两极温度的跷跷板效应以及南大洋的热储库效应，南方高纬度地区的变化则更为平缓。这种南极式的气候变化，在全球范围内代表了一种普遍的信号，并且与大气中CO2的变化有着密切的对应关系，但这一渐变特征也反映在突变前北半球高纬度海域SST趋势中。因此本文使用一个全面的、完全耦合的大气-海洋通用环流模型COSMOS，模拟在CO2浓度逐渐升高的情况下，海温、海冰、盐度、海平面气压场等多个要素的时空分布，并对其进行T检验，从而得出渐变、突变信号的空间分布。与此同时分析各个要素对渐变信号成因的影响，讨论渐变信号的形成机理。最终我们发现，冰岛西南部海域的渐变信号较为明显，而北大西洋东北部在北大西洋经向翻转环流（AMOC）突变前后的气候差异最大。在大气中CO2的驱动下，从低纬度地区北上的带有渐变信号的暖水团温度发生变化，使得次表层水温度升高，逐渐上涌，导致了海冰浓度的变化。由于海洋与大气热交换强度增强，海平面出现负变压，并在冰岛南部上空形成气旋，气旋的抽吸作用使得次表层暖水不断上涌，形成正反馈，最终导致了SST、海冰渐变信号的生成。