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相似文献
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1.
利用气候系统模式(CESM1.0)研究陆地地形改变对大气?海洋经圈环流的影响。模式首先给出真实海陆分布及陆地地形情况下的大气?海洋气候态, 然后给出平板陆地情况下(陆地海拔均匀10 m)的气候态。与真实世界相比, 平板陆地情形下大气?海洋经圈环流发生重大改变: 首先, 年平均大气对流中心南移到赤道附近, 使得大气哈德雷环流相对于赤道对称; 其次, 海洋的经向翻转流变强, 大西洋经向翻转流完全消失, 取而代之的是在太平洋出现强大的经向翻转流及热盐环流。在平板陆地情形下, 北半球中高纬度大气抬升减弱, 向北的大气热量输送减少, 北半球温度降低, 大气对流中心因而向赤道迁移; 同时, 海洋向极地的热量输送也减弱, 中高纬度海洋变冷, 北太平洋海水密度增加很多, 北大西洋海水密度降低, 导致海洋经向翻转流从大西洋转移到太平洋。  相似文献   

2.
利用耦合模式CESM1.0, 研究青藏高原地形对非洲北部降水的影响。敏感性试验结果表明, 去掉青藏高原地形后, 首先, 大气环流迅速做出调整, 出现自热带大西洋向东北方向至北非的水汽输送异常和自印度洋向西至北非的水汽输送异常, 造成北非大气水汽含量增加和水汽辐合增强, 降水增多。然后, 当海洋环流调整到准平衡态时, 北大西洋海表温度降低, 南大西洋海表温度升高, 地表大气温度也发生相应的变化。在南北温度梯度的影响下, 原本由热带大西洋向北非的水汽输送发生转向, 导致北非的水汽含量减少和水汽辐合减弱, 使得降水比前一阶段减少。即便如此, 在没有青藏高原的试验中, 当海洋环流调整到平衡态时, 北非大部分区域水汽辐合仍然强于有青藏高原的真实地形试验, 区域平均降水也增多。结果表明, 青藏高原的隆升可能在一定程度上加剧了北非的干旱化。  相似文献   

3.
近十几年新疆水汽源地变化特征   总被引:21,自引:0,他引:21  
提出确定新疆水汽源地的原则和步骤,用ERA-40再分析资料计算了新疆至大西洋沿岸对流层4个季节典型月份的定常水汽输送场,结合大气可降水量分析了气候意义上新疆的主要水汽源地及近十几年的变化.研究结果表明新疆的水汽主要来自其以西的湖泊或海洋,1,4月的水汽源地是里海和地中海;7月是北大西洋和北冰洋;10月是黑海和里海.再分析资料和观测资料分析都发现,1987年后随着全球增暖,7月和1月中高纬度行星尺度大气的水汽含量增加,地中海所在纬度带减少;新疆上空的水汽更多地直接来自于较高纬度带,来自地中海所在纬度带的水汽输送减少了.  相似文献   

4.
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。  相似文献   

5.
使用耦合了平板海洋的三维大气环流模式, 探究理想条件下极地增温放大现象的产生机制。实验中关闭海冰和云的辐射效应, 固定地表反照率, 并将海洋经向热量输送设置为零。通过控制地表蒸发的有无, 模拟湿大气和干大气两种情形。模拟结果显示, CO2浓度加倍后, 湿大气环流模式中存在极地增温放大的现象, 而干大气环流模式中不存在这种现象。在干大气环流模式中, 地表增温幅度基本上不随纬度变化, 即均匀增温。湿大气环流模式中, CO2浓度加倍导致的直接辐射强迫和水汽反馈导致的辐射效应都是热带比极地更强, 唯一能够解释湿大气中极地增温放大原因的是从赤道向极地的大气能量传输增强。在干大气环流模式中, 从赤道向极地的热量输送及其变化比湿大气弱很多, 因此无法支持极地增温放大现象。干大气中的均匀增温是CO2的直接辐射强迫和普朗克效应相互竞争的结果。研究结果表明, 与水汽相关的经向热量输送是地球极地增温放大的关键因素, 而在基本上没有水汽的火星上, 可能不会出现极地增温放大现象。  相似文献   

6.
利用完全耦合的气候模式(FOAM), 通过两组理想的水球试验, 研究水球气候系统中的平均气候态和经向热量输送。两组水球试验分别是Aqua和Ridge, 前者整个星球完全被水覆盖, 没有任何陆地, 后者与前者的唯一区别是从南极到北极有一道连续的地脊。相比于现实世界, 水球世界的气候更加温暖, 极地几乎没有海冰。北半球的经向温度梯度较现实世界弱, 导致北半球的大气经向热量输送较小。这些差别主要来源于海陆分布改变造成的行星反照率的改变, 而云量的增加部分抵消了这种改变。尽管在两个水球试验中海洋环流和平均温度场差别很大, 但大气平均气候态差别不大。不同于Ridge, 在Aqua中赤道区域出现“反”哈德雷环流, 使得低纬度大气向赤道方向输送热量。尽管水球世界的海洋环流与现实世界相比发生了巨大改变, 但总的经向热量输送及其在大气和海洋之间的分配依然保持稳定。中小尺度的涡旋和扩散引起的经向热量输送部分抵消了大尺度环流引起的经向热量输送, 尤其在中纬度起着重要作用。  相似文献   

7.
2005年夏季亚洲季风区下平流层水汽的对流源区   总被引:1,自引:0,他引:1  
陈斌  徐祥德  施晓晖 《自然科学进展》2009,19(10):1094-1099
利用高分辨三维Lagrange输送模式的数值模拟,确定了2005年夏季亚洲季风区下平流层水汽的对流源区,并初步探讨了其可能机制.三维轨迹分析结果表明,虽然青藏高原及其周边区域不是对流层向平流层质量输送的主要源区,但却对下平流层水汽具有重要影响,该区域贡献占整个亚洲季风区水汽垂直输送的三分之一强.一方面,夏季高原上空深厚的湿对流系统为对流层向平流层水汽输送提供了基础条件.另一方面,和其他区域相比,高原区域上空对流层顶温度较高,使得大气穿越对流层顶附近时避免了类似于热带对流层顶附近“冷点”的“冻干”脱水过程,这是该区域成为对流源区的关键因素.  相似文献   

8.
全球地表温度大气遥相关路径研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
基于复杂网络方法,分析不同区域地表温度之间存在的相关关系及其时滞,建立了体现大气遥相关的全球地表温度网络,进而给出地表温度网络遥相关路径.研究表明:网络连接的空间距离在3 500和7 000 km处有1个峰值,这与大气Rossby波的1/2和1倍波长一致.地表温度网络中,影响传播的主导节点在北半球分布在东亚、向西延伸的北太平洋、美国东海岸及邻接的北大西洋地区;在南半球分布在50° S纬度带.遥相关现象在南半球比北半球更显著,典型遥相关路径与不同的环流作用有明确对应:1)北太平洋中部到墨西哥的连接反映了西风带的作用;2)北大西洋传播到非洲北部、格陵兰岛到里海的连接,均属于连接北大西洋到欧亚大陆的跨欧亚波列的一部分;3)俄罗斯喀拉海到北太平洋的连接与北大西洋涛动(NAO)密切关联;4)南半球的连接反映了大气西风带和Rossby波的影响.大气遥相关路径分析有利于深化对地表温度变化的认识,可为减缓气候全球变化提供理论基础.   相似文献   

9.
全球平流层、对流层质量交换的季节变化特征   总被引:4,自引:0,他引:4  
郭冬  吕达仁  孙照渤 《自然科学进展》2007,17(10):1391-1400
用1958年到2001年44 a ECMWF资料,P坐标系下Wei公式诊断了全球对流层、平流层交换的季节变化.结果表明:印尼、孟加拉湾以及南美中西海岸附近是物质由对流层向平流层输送的主要通道.中高纬度地区同时存在向上、向下的通量,大尺度槽区伴随着平流层向下的输送.一年中,秋、冬季向下的输送强,春、夏季较弱.东亚地区存在很强的平流层向下的输送,且中心位置移动不大;只占北半球5.6%面积的东亚,其多年平均质量净交换量却占到北半球的15.83%,这说明东亚地区对流层与平流层之间的质量交换对北半球乃至全球对流层、平流层交换研究的重要性.从1958年到2001年,穿越对流层顶的空气都是更多地从平流层进入对流层,这与同化数据本身存在系统性偏差以及对流层顶高度44a来始终升高有关.南、北半球质量交换量以及质量交换通量对所占纬度带的贡献都是从赤道向两极逐渐增大,且北半球的贡献比南半球要大得多.高纬度地区单位面积上的质量交换量以及质量交换通量比低纬度要大,说明高纬度地区质量交换的效率要比低纬度更高.  相似文献   

10.
蒸发互补关系的区域变异性   总被引:1,自引:0,他引:1  
为了研究蒸发互补关系的区域变异性,该文引入了水汽压-温度(p-t)状态空间.在蒸发互补关系中,湿润环境蒸散发量通常采用Priestley-Taylor(P-T)公式进行计算.研究表明:大气环流和洋流将热量和水汽由低纬度向高纬度输送,导致P-T公式中的参数α随纬度增高而增大;海陆之间的大气运动将水汽由海洋输送到陆地,导致α随着离海洋距离的增加而减小.这与中国108个流域的水文气象数据所揭示的规律是一致的.  相似文献   

11.
为刻画整个太平洋内区经向热输送的基本特征及其季节变化,并初步探讨变化的原因,基于Argo温盐资料,利用P矢量法反演了太平洋的绝对地转流(AGC),并结合Ekman流,分析了年平均和季节平均的经向热输送。结果显示,在13°S~13°N,经向热输送主要由Ekman经向热输送控制,季节变化显著,且南北半球变化相反,北半球1-3月有北向输送最大值,8-10月当经向热输送转为南向时,Ekman经向热输送达到最小;南北太平洋经向热输送的季节变化存在显著的不对称特征,北太平洋的明显强于南太平洋,低纬度海域的明显大于高纬度海域。分析表明,经向热输送的季节变化与纬向风应力的变化直接相关,由于未能有效包含西边界流及赤道区域,对比前人的研究结果后推测,西边界流和赤道流在维持南北太平洋经向热输送的平衡中扮演了重要角色。  相似文献   

12.
Response of the Atlantic thermohaline circulation (THC) to global warming is examined by using the climate system model developed at IAP/LASG. The evidence indicates that the gradually warming climate associated with the increased atmospheric carbon dioxide leads to a warmer and fresher sea surface water at the high latitudes of the North Atlantic Ocean, which prevents the down-welling of the surface water. The succedent reduction of the pole-toequator meridional potential density gradient finally results in the decrease of the THC in intensity. When the atmospheric carbon dioxide is doubled, the maximum value of the Atlantic THC decreases approximately by 8%. The associated poleward oceanic heat transport also becomes weaker. This kind of THC weakening centralizes mainly in the northern part of the North Atlantic basin, indicating briefly a local scale adjustment rather than a loop oscillation with the whole Atlantic “conveyor belt” decelerating.  相似文献   

13.
Evidence for the “8.2 ka cold event” has been provided mostly from the circum-North Atlantic area. However, whether this cold event occurred in other places is a key to understanding its cause. Here, we provide the evidence for the “8.2 ka cold event” from the Guliya ice core in the northwest Tibetan Plateau, and it was found that the peak cooling (~8.3—8.2 ka) in this ice core was about 7.8—10℃, which was larger than the cooling in the North Atlantic region. The primary causes for this episode were diminished solar activity and weakened thermohaline circulation. Moreover, another weak cold event, centered about 9.4 ka, was also recorded in the Guliya ice core record. These two cold events were concurrent with the ice-rafting episodes in the North Atlantic during the early Holocene, which implies that the millennial-scale climatic cyclicity might exist in the Tibetan Plateau as well as in the North Atlantic.  相似文献   

14.
Cane MA  Molnar P 《Nature》2001,411(6834):157-162
Global climate change around 3-4 Myr ago is thought to have influenced the evolution of hominids, via the aridification of Africa, and may have been the precursor to Pleistocene glaciation about 2.75 Myr ago. Most explanations of these climatic events involve changes in circulation of the North Atlantic Ocean due to the closing of the Isthmus of Panama. Here we suggest, instead, that closure of the Indonesian seaway 3-4 Myr ago could be responsible for these climate changes, in particular the aridification of Africa. We use simple theory and results from an ocean circulation model to show that the northward displacement of New Guinea, about 5 Myr ago, may have switched the source of flow through Indonesia-from warm South Pacific to relatively cold North Pacific waters. This would have decreased sea surface temperatures in the Indian Ocean, leading to reduced rainfall over eastern Africa. We further suggest that the changes in the equatorial Pacific may have reduced atmospheric heat transport from the tropics to higher latitudes, stimulating global cooling and the eventual growth of ice sheets.  相似文献   

15.
年际和年代际气候变化的全球时空特征比较   总被引:18,自引:3,他引:18  
5利用1950-1998年全球海洋同化分析资料和全球大气再分析资料,分析比较了全球海气系统年际和年代际变化的主要时空特征。结果表明:1)全球上层海洋年际变化主要为位于热带太平洋的ENSO模态,年代际变化最显区域中纬度海洋、赤道外热带东太平洋和大西洋及南半球高纬度区域;2)全球大气年际和年代际变化均主要位于中高纬地区尤其是两极地区,在年际时间尺度上,气温异常和气压异常没有明显的对应关系,但在年代际时间尺度上,气温增暖(变冷)常常伴随着气压的降低(升高);3)在年际时间尺度上,发生在中高纬度陆地地区的大气年际变化和主要发生在热带海洋的上层海洋年际变化没有一致性的内在联系,前主要表现为大气内部(浑沌)变化,而后主要为热带海气相互作用产生的ENSO变化;4)在年代际时间尺度上,全球海洋大气系统大约在20世纪70年代均一致性地经历了一次跃变,其结果导致80年代以来,全球大范围地区(尤其是两极和西伯利亚地区)气温明显偏暖,赤道两侧的热带东太平洋、北美和南美西海岸及非洲西海岸等海域海表温度偏高,伴随着这种全球大范围背景增暖现象,青藏高原北部地区和格陵兰岛气温具有变冷趋势,而中纬度北太平洋和南半球高纬度海域海表温度也表现为降低。  相似文献   

16.
利用美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)/美国国家大气研究中心(National Center for Atmospheric Research,NCAR)再分析资料,采用判定和追踪反气旋的客观方法统计分析了1948~2016年北半球冬季温带反气旋活动特征。研究发现,北半球温带反气旋主要活动在中东部的北太平洋、东北大西洋、北美的沿落基山脉东部和美国东部、欧亚的环地中海、伊朗高原、青藏高原以北且贝加尔湖以南地区。海洋上、北美洲和环地中海地区上的反气旋夏季频数最高,而伊朗高原、青藏高原以北且贝湖以南的反气旋均冬季最多。海洋上的反气旋生成区域分布较分散,且主要向偏东方向移动、发展,且具有季节变化。相比于海洋,大陆上反气旋生成的纬度较低,主要向东南方移动、发展。北美大陆上的反气旋夏季生成的较多,冬季移动范围较广。北半球反气旋年平均过程数呈缓慢上升趋势。夏季过程数最多,且从1970年开始呈上升趋势。欧亚地区的反气旋过程数最多,其次太平洋,大西洋最少,但是同一个区域的四季相差较小。反气旋的中心气压大值区的形态和高频区的分布形态相似,且中心气压有明显的季节变化。四季中冬季反气旋最强。秋冬季节是欧亚地区的反气旋最强,大西洋的最弱。春夏季大西洋的反气旋最强,欧亚地区的最弱。四季均是欧亚地区的反气旋的平均纬度较低,且冬季最低。北美地区的反气旋除秋季均是移动纬度范围最大的。反气旋数随生命史的变长而急剧下降,90%左右的反气旋的生命史在4 d内,四季均是大洋上的反气旋生命史较大陆上的长。  相似文献   

17.
Bryden HL  Longworth HR  Cunningham SA 《Nature》2005,438(7068):655-657
The Atlantic meridional overturning circulation carries warm upper waters into far-northern latitudes and returns cold deep waters southward across the Equator. Its heat transport makes a substantial contribution to the moderate climate of maritime and continental Europe, and any slowdown in the overturning circulation would have profound implications for climate change. A transatlantic section along latitude 25 degrees N has been used as a baseline for estimating the overturning circulation and associated heat transport. Here we analyse a new 25 degrees N transatlantic section and compare it with four previous sections taken over the past five decades. The comparison suggests that the Atlantic meridional overturning circulation has slowed by about 30 per cent between 1957 and 2004. Whereas the northward transport in the Gulf Stream across 25 degrees N has remained nearly constant, the slowing is evident both in a 50 per cent larger southward-moving mid-ocean recirculation of thermocline waters, and also in a 50 per cent decrease in the southward transport of lower North Atlantic Deep Water between 3,000 and 5,000 m in depth. In 2004, more of the northward Gulf Stream flow was recirculating back southward in the thermocline within the subtropical gyre, and less was returning southward at depth.  相似文献   

18.
Hall A  Stouffer RJ 《Nature》2001,409(6817):171-174
Temperature reconstructions from the North Atlantic region indicate frequent abrupt and severe climate fluctuations during the last glacial and Holocene periods. The driving forces for these events are unclear and coupled atmosphere-ocean models of global circulation have only simulated such events by inserting large amounts of fresh water into the northern North Atlantic Ocean. Here we report a drastic cooling event in a 15,000-yr simulation of global circulation with present-day climate conditions without the use of such external forcing. In our simulation, the annual average surface temperature near southern Greenland spontaneously fell 6-10 standard deviations below its mean value for a period of 30-40 yr. The event was triggered by a persistent northwesterly wind that transported large amounts of buoyant cold and fresh water into the northern North Atlantic Ocean. Oceanic convection shut down in response to this flow, concentrating the entire cooling of the northern North Atlantic by the colder atmosphere in the uppermost ocean layer. Given the similarity between our simulation and observed records of rapid cooling events, our results indicate that internal atmospheric variability alone could have generated the extreme climate disruptions in this region.  相似文献   

19.
Surface ocean conditions in the equatorial Pacific Ocean could hold the clue to whether millennial-scale global climate change during glacial times was initiated through tropical ocean-atmosphere feedbacks or by changes in the Atlantic thermohaline circulation. North Atlantic cold periods during Heinrich events and millennial-scale cold events (stadials) have been linked with climatic changes in the tropical Atlantic Ocean and South America, as well as the Indian and East Asian monsoon systems, but not with tropical Pacific sea surface temperatures. Here we present a high-resolution record of sea surface temperatures in the eastern tropical Pacific derived from alkenone unsaturation measurements. Our data show a temperature drop of approximately 1 degrees C, synchronous (within dating uncertainties) with the shutdown of the Atlantic meridional overturning circulation during Heinrich event 1, and a smaller temperature drop of approximately 0.5 degrees C synchronous with the smaller reduction in the overturning circulation during the Younger Dryas event. Both cold events coincide with maxima in surface ocean productivity as inferred from 230Th-normalized carbon burial fluxes, suggesting increased upwelling at the time. From the concurrence of equatorial Pacific cooling with the two North Atlantic cold periods during deglaciation, we conclude that these millennial-scale climate changes were probably driven by a reorganization of the oceans' thermohaline circulation, although possibly amplified by tropical ocean-atmosphere interaction as suggested before.  相似文献   

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