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全球增暖背景下大西洋经向翻转环流新型代用指标研究

批准号:
42106013
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
朱晨玉
依托单位:
学科分类:
物理海洋学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
朱晨玉

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
大西洋经向翻转环流(AMOC: Atlantic meridional overturning circulation)是地球过去、现在和未来气候的重要调节器。众多气候模式研究指出,全球变暖背景下AMOC将减弱,但现实中AMOC的直接观测时间很短,现阶段难以分辨其在增暖背景下的长期响应特征。因此,寻找时间跨度较长的可靠AMOC代用指标,成为研究过去和现在AMOC变化的关键。以往AMOC代用指标受自然变率影响较大,在人为强迫作用下表现不佳。基于此,本项目从理论基础出发,结合海洋观测资料和新一代气候模式模拟,旨在提出一种具有更高可信度的新型AMOC代用指标。该新指标基于南大西洋副热带的盐度变化,在动力上与AMOC变化紧密联系,且赤道的低通滤波作用使其更能表征AMOC在人为强迫下的低频响应。该新指标将帮助我们更准确地理解工业革命以来AMOC的历史演变规律,进而更好地预测未来AMOC和气候的变化。
英文摘要
The Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) is an important regulator of the Earth’s past, present and future climate. However, the long-term response of AMOC under global warming has been difficult to detect in reality, given the rather short observational record. Therefore, finding reliable longer-term proxy indicator for AMOC has become the key to studying the past and current AMOC changes. Previous indicators are largely subject to the local natural variability and perform poorly under human-induced external forcing. Based on theoretical studies, combining ocean observations and new generation of model simulations, this study will propose a more reliable proxy indicator for AMOC. The new indicator is based on the salinity change in the subtropical South Atlantic, which is shown to be closely related to AMOC. Furthermore, due to the low-pass filtering effect of equator, the new indicator highlights the low-frequency response of AMOC to human-induced forcing. This new AMOC indicator will help us to understand the historical evolution of AMOC since the Industrial Revolution and in turn better predict future changes of AMOC and climate.
作为地球气候系统的重要组成部分,大西洋经向翻转环流(AMOC)对局地和全球气候有着极其重要的调控作用。在当今全球变暖的背景下,AMOC可能出现的减弱甚至关闭被认为是触发地球气候突变的关键临界点之一。由于人类对AMOC的持续观测只有20年的时间,现实世界中的AMOC是否已出现长期减弱趋势并产生气候影响至今尚无定论。本研究旨在构建一种新的AMOC代用指标,以还原上世纪下半叶以来的AMOC长期变化,并通过归因分析,更好地预测未来海洋和气候变化。..研究基于AMOC动力学理论,结合观测和数值模拟试验,建立了一种新型的以南大西洋盐度变化为表征的AMOC指标。研究发现,南大西洋相对盐度变化独立于水循环的变化,而与AMOC变化在动力学上紧密联系。新指标能以更高的信噪比(约为以往指标的3倍)反映AMOC的长期趋势变化。在人类活动造成的温室气体和气溶胶辐射强迫的共同作用下,AMOC自上世纪80年代以来可能已加速减弱,这与观测中南大西洋盐度自上世纪90年代以来的剧烈升高相一致。研究还进一步指出该南大西洋盐度指标与AMOC的关系具有强时间稳定性,相较以往指标更适宜表征长期增暖背景下的AMOC变化。研究还在千年及以上更长间尺度上对AMOC与地球气候系统相互作用进行了深入研究。..系列研究为人类活动影响下AMOC是否已出现减弱趋势这一极具争议性的科学问题提供了一个崭新视角和动力分析框架,研究结果为不同时间尺度上AMOC减弱及其气候影响提供了更全面的科学认识,也有望为其未来变化提供更准确的早期预警。
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