北太平洋海表温度及副热带逆流对温室气体和气溶胶强迫的响应研究

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本文依据地球流体动力实验室气候模式(GFDL CM3)20世纪历史外强迫实验的模拟结果,对比研究了北太平洋海表温度(SST)、副热带逆流(STCC)对温室气体和气溶胶变化的响应。取得以下有一定创新性的成果:过去56年(1950-2005),在北太平洋中纬度海区气溶胶强迫导致的SST降温大于温室气体增加导致SST的增温。这是因为在气溶胶强迫下,北太平洋副极地海面出现气旋式的大气环流异常,导致副极地海洋环流加强,更多高纬度冷海水被输运到中纬度北太平洋尤其是黑潮/亲潮延伸体(KOE)海区,致使此海区SST显著的降温。北太平洋SST对温室气体和气溶胶强迫最大响应都出现在北半球夏季。温室气体增加导致SST增温,最大增温在高纬度海区,而气溶胶效应导致SST降温,最大降温出现在中纬度海区。北半球夏季(8月),由于气溶胶强度达到全年最强,KOE海区的混合层深度此时又非常浅,气溶胶效应导致的短波辐射减少对SST影响最为显著。通过SST、云和短波辐射之间的正反馈机制,SST降温响应得到显著地增强。北太平洋STCC对温室气体和气溶胶强迫的响应也完全相反。在温室气体(气溶胶)强迫实验中,模态水形成区的混合层深度的锋面减弱(加强),造成潜沉的副热带模态水减少(增多),导致副热带逆流减速(加速)。过去56年(1950-2005),北太平洋SST,副热带模态水和STCC对历史强迫响应趋向于对气溶胶强迫的响应,这是因为气溶胶效应超过了温室气体效应的影响。
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