氷期に発生した急激な気候変動の振幅に対する氷期氷床と二酸化炭素濃度の役割

冰川冰盖和二氧化碳浓度对冰川时期气候快速变化幅度的作用

基本信息

批准号：
15J12515
负责人：
シェリフ多田野サム
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J12515/
关键词：
急激な気候変動氷床海洋循環風海氷地表風

项目摘要

海氷変動に伴う風の変化が海洋循環変動の振幅や周期に与える影響を調べるため，大気海洋結合モデルで，海氷変化に対する地表風のフィードバックを止める手法を確立した（部分非結合実験）．この手法は古気候モデル分野では世界初の試みである．部分非結合実験を行ったところ，海氷変化に対する風のフィードバックは海洋循環変動の周期に多大な影響を与えることがわかった．海氷の進出に伴う地表風の弱化は，風成循環を弱化し，海面の密度分布を変化させることで，弱い海洋循環と広大な海氷を維持するように働いた．地表風の弱化は海氷輸送を減少させる事で，海氷を減少させる効果も持っていたが，この効果はこの時間スケールでは，２次的であることがわかった．これらから，風のフィードバックは気候変動の周期を長くする働きを持つことがわかった．また，このフィードバックは，氷床の存在時に強いことがわかった．次に風のフィードバックが海洋循環変動の振幅に与える影響を調べた結果，あまり影響のないことがわかった．その理由を調べたところ，風成循環のプロセスと海氷輸送のプロセスの応答速度の違いが重要であることがわかった．変動の振幅を決定するような十年規模の現象では，大気の変化に対して海氷はすぐに応答できるが，風成循環は応答するまでに時間のかかるため，効果が完全に発揮されない．その結果，風成循環の効果と海氷輸送の効果の強さが同程度となり，２つの効果が打ち消しあった．以上の結果から，風のフィードバックの効果が時間スケールで異なる事を本研究で初めて指摘できた．氷床が気候変動の振幅を増幅する理由を調べたところ，氷床による海面冷却の強化が重要であることが示唆された．一連の研究から，氷床が急激な気候変動の振幅や周期を変えるメカニズムとして，地表風-海氷フィードバックと海面冷却の強化が重要であることを指摘できた．これらの成果を学会で発表し，優秀賞を受賞した．

为了研究与海冰波动相关的风变化对海洋循环波动振幅和周期波动的影响，我们已经建立了一种方法，使用大气海洋耦合模型（部分未偶联的实验）停止了对海冰变化的反馈反馈。这种方法是世界上首次尝试古气候模型。进行了部分未结合的实验，发现对海冰变化的风反馈对海洋循环波动时期有重大影响。由于海冰扩大而导致的地面风减弱，削弱了鳗鱼循环并改变了海面的密度分布，从而保持了弱海洋循环和广阔的海冰。表面风的弱化也减少了海冰的运输，这也具有减少海冰的作用，但是在此时间尺度上发现这种效果是继发的。这些发现表明，风反馈具有增加气候变化周期的功能。此外，在冰盖存在的情况下，发现这种反馈很强。接下来，我们研究了风反馈对海洋循环波动振幅的影响，发现影响很小。当我们研究原因时，我们发现鳗鱼循环过程与海冰运输过程之间的响应速度差异很重要。在确定波动幅度的十年尺度现象中，海冰可以迅速响应大气变化，但鳗鱼循环需要时间来做出响应，因此效果尚未完全实现。结果，鳗鱼循环和海冰运输的影响相似，并且取消了两种效果。从上面的结果来看，首先可以指出，风反馈的影响在时间尺度上有所不同。当我们调查为什么冰盖会扩大气候变化的幅度时，它表明通过冰盖加强海面冷却很重要。一系列研究表明，表面风向冰反馈和增强的海面冷却非常重要，因为冰盖改变了气候变化的幅度和时期。这些结果在会议上介绍并获得了卓越奖。