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1.
全新世暖湿气候背景下的代表性气候突变是发生在约8.2kaB.P. 和4.2kaB.P. 的气候突然变冷变干的事件。对于气候突变事件的出现,海洋环流被普遍认为是其中的关键环节。科学家们利用不同类型的气候模式进行过个例和机理模拟试验,但还未能对气候突变机理做出合理的解释。本研究使用一个中等复杂程度的地球系统模式EMIC ( Earth-system Models Intermediate Complexity) MPM-2,模拟研究了全新世气候背景下北大西洋区域,淡水强迫机制作用对温盐环流以及全球气候的可能影响、气候系统响应和恢复时间特征以及南北半球的差异。模拟结果表明海洋对北大西洋淡水通量异常的强度响应敏感,海洋环流对热量和盐份的输送与淡水通量异常强度之间的平衡决定了温盐环流能否对淡水强迫产生不可逆转变,当淡水通量异常达到某一阈值后可能引起海洋和气候平衡态的改变。同时还发现,在气候变化过程中,两次淡水通量异常对海洋和大气系统的强迫作用是不同的,首次淡水通量异常对气候平衡态的影响要远大于其后的淡水通量异常。模拟结果还表明,北大西洋海洋的异常状况可以通过海洋、大气等各圈层相互作用传递到不同圈层和空间区域,在南北半球出现不同的响应特征。上述模拟结果对于认识全新世气候变化特征、不同突变事件之间的关系及其对现代气候的可能影响具有启发意义。 相似文献
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在国际古气候模拟比较计划设置的标准试验方案下,首先利用中国科学院大气物理研究所的全球大气环流模式（IAP-AGCM）模拟了末次盛冰期东亚气候状况,然后通过4组数值敏感性试验逐一模拟了大气CO2浓度、海洋表面温度（SST）和海冰、陆地冰盖和地形、东亚植被变化4项强迫因子的单独气候效应,进而对末次盛冰期东亚气候的成因进行了检测。结果表明,末次盛冰期除华南局部略有升温外,中国年均地表气温显著降低,降温幅度总体上向北增大,青藏高原处存在一个降温中心。其中,SST和海冰变化是华南局部略偏暖的主因,它同时导致了东亚其他区域地表气温的显著降低,特别是在东北亚地区;陆地冰盖和地形变化对于东亚地表气温的显著冷却作用主要体现在东亚的西北部;大气CO2浓度降低会引起东亚地区0.2～0.9℃的普遍降温;相对而言,东亚植被的降温作用（0.5～1.0℃）主要显现在中国40°N以南的区域。与此同时,SST和海冰变化能引起中国东部年均降水一定程度的减少,而大气CO2浓度、陆地冰盖和地形、东亚植被单独变化均不会显著影响东亚年均降水的分布状况,然而,上述四项因子的共同变化会通过协同作用引起中国东部年均降水的显著减少,西部地区降水则与现在差别不大。此外,末次盛冰期东亚夏季风的显著减弱源于SST和海冰变化,冬季风变化则可归因于SST和海冰、陆地冰盖和地形的变化。 相似文献
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南大洋淡水通量在古气候演变中曾经发挥过重要作用,全球变暖背景下的南极融冰事件使南大洋淡水通量成为气候学家关注的焦点。从南大洋淡水通量异常对热盐环流和海平面变化的影响以及异常信号传播路径等3个方面系统分析了各种海洋—大气耦合数值模式的已有研究结果,总结了与这一问题有关的各种不同学术观点,对目前存有争议的问题进行了讨论,并对未来有价值的研究方向和全球变暖背景下这一问题的研究前景进行了展望。 相似文献
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新仙女木事件(Younger Dryasevent,YD事件)为末次冰消期发生的快速降温事件,作为典型突变气候事件,它一直是国际古气候关注热点,其研究的开展促进和深化了科学界对千年尺度突变气候事件的理解和认识。近年来,随着高分辨率地质记录涌现,YD事件时空差异性日益突出。对比和认识这些区域之间事件细节结构及转型模式异同有助于甄别其相位关系,探讨不同环境快速重组对高、低纬突变气候事件的响应方式,进而验证早期驱动—响应假说,为其动力学机制建立及未来相似边界条件下气候预测提供基本地质证据和理论模型。本文从YD事件区域响应方式入手,通过总结和对比模拟研究及地质记录,对YD事件已有研究存在的争议进行回顾,提出有待加强的研究区域和未来研究方向。 相似文献
5.
由于高分辨率的气候重建记录，尤其是粉尘通量重建结果仍然较少，晚冰期以来东亚地区的气候突变机制存在很多争论。本研究对青藏高原东北部若尔盖红原泥炭HY2014剖面(深度450 cm)样品的灰分含量及其粒度组成和K、 Ti、 Zr、 Rb、 Sr、 V等元素含量进行高分辨率测定，基于AMS 14C测年结果，重建了晚冰期以来该地区粉尘通量的变化动态，并结合过去的研究结果综合探讨粉尘通量的影响机制。结果表明：1)红原泥炭中的Ti、 V、 Sr、 EFZr、 EFRb、 EFK等元素主要为风成输入，可辅助粉尘通量来共同反映研究区大气粉尘沉积的变化历史。2)14000～11600 cal.a B. P.,红原地区粉尘通量总体偏高，其中14000～12800 cal.a B. P.期间由于红原地区发生特大古洪水事件使大气粉尘通量数值明显增加，而12800～11600 cal.a B. P.期间气候冷干，强劲的东亚冬季风和北半球西风急流将裸露的松散沉积物搬运沉积到红原泥炭地中，导致红原大气粉尘通量增加；11600～3... 相似文献
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中中新世气候转型(14.2～13.9 Ma)是全球联动的一个快速气候变化事件,冰盖、洋流和碳循环均发生显著变化,厘清其驱动机制对理解新生代全球变冷有重要意义。对此已有研究提出2种假说：一种重视洋流重组,另一种则突出碳循环的重要性,但二者都无法完美解释中中新世气候转型的种种现象。实际上,冰盖—洋流—碳循环三者形成耦合的系统,共同造成地球气候变化。综合已有的地质记录,两类机制均导致深部大洋碳储库增大,大气p CO2降低,并进一步促进气候变冷和冰盖增长,表明不同子系统之间的耦合作用引起气候突变。相较于碳循环过程和冰盖变化,学术界对中中新世气候转型期间洋流变化的了解较少,特别是南大洋和太平洋深部水团。未来的研究应聚焦于深部太平洋的洋流变化,以便更全面地完善对中中新世气候转型的理解。 相似文献
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千百年尺度气候快速变化及其数值模拟研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
千百年尺度全球气候快速变化是古气候研究中的一个重要内容。研究发现，末次冰期和全新世都存在着千年、百年尺度的快速气候变化，其变化幅度可以达到典型的地质变化或天文因子所造成的冰期/间冰期的气候振荡幅度，同时这些古气候事件具有全球性。对冰期和全新世气候变化的数值模拟揭示了气候系统对地球轨道参数变化的响应以及海洋、植被、冰盖、温室气体等反馈因子的重要性,其中大洋温盐环流对北大西洋淡水注入的敏感性与末次冰期和全新世气候快速变化密切相联。利用中等复杂程度的气候模式（EMIC）CLIMBER 2模拟了末次冰期典型时段（60~20 ka BP）D/O和Heinrich事件以及东亚气候的响应过程。模拟研究揭示了全新世青藏高原冰雪环境对亚洲—非洲季风气候的显著影响。今后的古气候模拟研究将在改进模式分辨率、结合古气候代用资料确定更加符合历史时期边界条件以进一步改善气候模式的基础上,更加注重气候突变机制的研究以及加强全球变化背景下的区域气候的长期变化研究。 相似文献
8.
通过对贵州都匀七星洞4根石笋42件系统的TIMS230Th测年及694件稳定同位素分析,揭示的气候变化记录时限范围连续1～15万年,稳定同位素样品平均分辨率晚期达150～220a,早期达440～530a。研究表明,石笋δ18O曲线,相当于海洋记录的终止点Ⅰ及终止点Ⅱ具有特别明显的突变,其年龄分别为11.3kaB.P.及129.3kaB.P.,应为晚更新世顶、底界线的准确年代。晚更新世与深海氧同位素记录MIS2～MIS5e相对应的气候地层单元,其界限年代也分别得到了明确的界定。相当于格陵兰冰芯记录、北大西洋沉积记录的YD事件、Heinrich气候突变事件,几个石笋记录取得了一致的准确定位及定年。其中YD事件为12.76～11.52kaB.P.;Heinrich事件的H1～H6分别为17～15kaB.P.,24.6kaB.P.,30.5kaB.P.,39.3kaB.P.,47.8～46.8kaB.P.以及60.4kaB.P.。对其与北大西洋沉积及格陵兰冰芯记录所揭示的短尺度气候突变事件的可比性,表明东亚季风气候变化,与高纬度地区的气候变化呈遥相关响应,对研究东亚季风气候驱动机制及其与全球气候变化的响应关系和对晚更新世的地层学研究,均具有特别重要的意义。 相似文献
9.
本文利用NCEP/NCAR等再分析资料和CAM5.4数值模式,研究了春季北极海冰融化面积对东亚降水量的影响及其可能的物理机制。观测和数值模拟结果均显示,与春季海冰融化相关的东亚地区降水量呈现明显增加的趋势,且异常中心位于中国南部-日本地区。500 hPa位势高度场表现为“-+-+”型波列结构,其中乌拉尔山和日本及其附近海洋上空为异常高压脊区,欧洲西部和贝加尔湖地区则为异常高空槽所控制。高融化面积年常伴随着极地西风急流增强,中纬度纬向西风减弱,有利于乌拉尔山地区反气旋性环流异常的维持和增强,进而触发乌拉尔山地区到西北太平洋地区的异常波列,引起贝加尔湖地区位势高度降低,东亚槽加深,受异常偏北气流的影响,南下冷空气活动频繁。日本及其附近的海洋上空位势高度增加,在异常偏东南气流的作用下,将西北太平洋地区的暖湿空气带到东亚地区。中国南部地区出现西风异常,引起东亚副热带急流增强,配合低空辐合高空辐散的大气异常环流,局地对流增强,导致东亚地区春季降水量增加。 相似文献
10.
早新生代是地质史上最后一个温室气候期，随后南极冰盖形成，地球进入到晚新生代冰期。温室气候的成因和冰期气候转型的机制一直是国际相关学界关注的问题。评述国际上对此开展的古气候模拟，反映了早新生代温室气候受到了海洋和大陆的地理位置、暖海洋温盐环流和海洋热输送、太阳辐射和大气CO2浓度变化的作用和影响。古气候模拟还反映了早新生代温室气候转向冰期气候，受到了大洋通道改变和高原构造隆起、大气成分变化以及海陆生态系相互的作用和反馈。这些古气候模拟试验锁定在气候变化的关键时段和重要驱动因子，对测试地球内外驱动力和地球各圈层反馈作用提供了重要的科学依据；温室气候以及趋向冰期气候的模拟研究对探讨气候变化内在机制、预测未来气候具有重要意义。
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晚冰期Younger Drayas环境灾变 总被引：3，自引：0，他引：3
新仙女木事件(Younger Dryas Event)是过去15000年里全球最为严重的环境灾变事件。它使得冰期气候急剧回返,陆地自然环境严重恶化,并且遣成更新世末期的生物界大绝灭。该事件在深海沉积、大陆冰盖和湖泊沉积物剖面都有多种十分显著的记录。对其成因和机制的研究,将会深入揭示太阳辐射—大气—海洋气—冰盖气—陆地气—生物圈相互作用系统中的非线性反馈现象,为探索人类面临的全球变化问题提供借鉴。 相似文献
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冰架是南极冰盖物质损失的主要出口。南极冰架动态变化和物质平衡的研究对揭示南极地区的气候变化具有重要的参考价值。本文从表面融化、冰流速、前缘崩解、底部融化和物质平衡五个方面入手,对近些年来南极冰架变化监测的研究进展进行梳理和归纳总结,综述了它们的观测方法、观测结果、机制分析及当前面临的问题。极地观测卫星和现场观测网络的发展、冰架多维度综合分析及数值模拟研究的推进,将有助于进一步揭示冰架变化因子之间的耦合作用及其演变机制,为全球增温影响南极冰盖/冰架的物理机制研究及其变化预测提供重要依据。 相似文献
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利用被动微波探测青海湖湖冰物候变化特征 总被引：3，自引：2，他引：1
湖冰物候是气候变化的敏感因子,不仅能反映区域气候变化特征,还可以反映区域气候与湖泊相互作用。利用长时间序列（1978—2018年）被动微波遥感18 GHz和19 GHz亮度温度数据、MODIS数据（2000—2018年）、实测湖冰厚度数据（1983—2018年）和气温、风速、降水（雪）数据（1961—2018年）,分析青海湖湖冰变化特征及其对气候变化的响应。结果表明：青海湖流域呈现显著的变暖趋势（1961—2018年）,气温上升2.85 ℃,在这种气候条件下,青海湖湖冰封冻日推迟（0.23 d·a-1）,消融日呈现明显的提前趋势（0.33 d·a-1）,湖冰封冻期天数明显减少,减少速率为0.57 d·a-1;同时,湖冰厚度以0.29 cm·a-1的速率减薄。此外,总结归纳了青海湖冻结-融化空间特征,青海湖主要由东部海晏湾地区开始冻结,从西部黑马河等地区开始消融,冻结和消融过程存在空间差异。通过分析湖冰冻融特征和气候因子关系发现,青海湖流域冬季气温是影响青海湖湖冰物候变化的主要因素,同时风速和降水（雪）也是影响湖冰发育和消融的重要因素。 相似文献
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北美东部威斯康星中、晚期古环境与气候变化的甲虫化石证据 总被引：1，自引：0，他引：1
北美Laurentide冰盖于末次冰期的大部分时间在北美东北部一直存在，冰盖的活动对北美东部冰期时的环境和气候有很大的影响。甲虫分析表明，北美东部中纬度地区在威斯康星中、晚期的气候以寒冷为主，中间分别在42000aB.P.,34000aB.P.和28000aB.P.出现3次明显的气候变暖。此区威斯康星中期气候冷暖波动的幅度和出现的时间可以与同期的格陵兰冰芯记录及北大西洋Heinrich事件对比。 相似文献
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北极海冰减退引起的北极放大机理与全球气候效应 总被引：5，自引：1，他引：4
自20世纪70年代以来,全球气温持续增高,对北极产生了深刻的影响。21世纪以来,北极的气温变化是全球平均水平的2倍,被称为"北极放大"现象。北极海冰覆盖范围呈不断减小的趋势,2012年北极海冰已经不足原来的40%,如此大幅度的减退是过去1 450年以来独有的现象。科学家预测,不久的将来,将会出现夏季无冰的北冰洋。全球变暖背景下北极内部发生的正反馈过程是北极放大现象的关键,不仅使极区的气候发生显著变化,而且对全球气候产生非常显著的影响,导致很多极端天气气候现象的发生。北极科学的重要使命之一是揭示这些正反馈过程背后的机理。北极放大有关的重大科学问题主要与气—冰—海相互作用有关,海冰是北极放大中最活跃的因素,要明确海冰结构的变化,充分考虑融池、侧向融化、积雪和海冰漂移等因素,将海冰热力学特性的改变定量表达出来。海洋是北极变化获取能量的关键因素,是太阳能的转换器和储存器,要认识海洋热通量背后的能量分配问题,即能量储存与释放的联系机理,认识淡水和跃层结构变化对海气耦合的影响。全面认识北极气候系统的变化是研究北极放大的最终目的,要揭示气—冰—海相互作用过程、北极海洋与大气之间反馈的机理、北极变化过程中的气旋和阻塞过程、北极云雾对北极变化的影响。在对北极海冰、海洋和气候深入研究的基础上,重点研究极地涡旋罗斯贝波的核心作用,以及罗斯贝波变异的物理过程,深入研究北极变化对我国气候影响的主要渠道、关键过程和机理。 相似文献
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ERIK KJELLSTRÖM JENNY BRANDEFELT JENS‐OVE NÄSLUND BEN SMITH GUSTAV STRANDBERG ANTJE H. L. VOELKER BARBARA WOHLFARTH 《Boreas: An International Journal of Quaternary Research》2010,39(2):436-456
Kjellström, E., Brandefelt, J., Näslund, J.‐O., Smith, B., Strandberg, G., Voelker, A. H. L. & Wohlfarth, B. 2010: Simulated climate conditions in Europe during the Marine Isotope Stage 3 stadial. Boreas, 10.1111/j.1502‐3885.2010.00143.x. ISSN 0300‐9483. State‐of‐the‐art climate models were used to simulate climate conditions in Europe during Greenland Stadial (GS) 12 at 44 ka BP. The models employed for these simulations were: (i) a fully coupled atmosphere–ocean global climate model (AOGCM), and (ii) a regional atmospheric climate model (RCM) to dynamically downscale results from the global model for a more detailed investigation of European climate conditions. The vegetation was simulated off‐line by a dynamic vegetation model forced by the climate from the RCM. The resulting vegetation was then compared with the a priori vegetation used in the first simulation. In a subsequent step, the RCM was rerun to yield a new climate more consistent with the simulated vegetation. Forcing conditions included orbital forcing, land–sea distribution, ice‐sheet configuration, and atmospheric greenhouse gas concentrations representative for 44 ka BP. The results show a cold climate on the global scale, with global annual mean surface temperatures 5 °C colder than the modern climate. This is still significantly warmer than temperatures derived from the same model system for the Last Glacial Maximum (LGM). Regional, northern European climate is much colder than today, but still significantly warmer than during the LGM. Comparisons between the simulated climate and proxy‐based sea‐surface temperature reconstructions show that the results are in broad agreement, albeit with a possible cold bias in parts of the North Atlantic in summer. Given a prescribed restricted Marine Isotope Stage 3 ice‐sheet configuration, with large ice‐free regions in Sweden and Finland, the AOGCM and RCM model simulations produce a cold and dry climate in line with the restricted ice‐sheet configuration during GS 12. The simulated temperature climate, with prescribed ice‐free conditions in south‐central Fennoscandia, is favourable for the development of permafrost, but does not allow local ice‐sheet formation as all snow melts during summer. 相似文献
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Andrew Kerr 《地学学报》1993,5(4):332-342
Topography acts as a filter between regional climate and the consequent response of a glacier or ice sheet. It influences the mass and energy inputs and modifies the ice dynamics. The evolution of the ice sheet surface and, over longer time scales, of the bed topography modulates the climatic forcing. Until we have a better understanding of these topographic linkages, the use of geophysical signals from former ice masses to determine palaeoclimates must be regarded as fundamentally flawed. 相似文献
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We suggested a relatively simple model describing changes in the total balance of the ice sheet mass due to global climate
change. Taking into account the basic mechanisms behind change in the ice sheet mass and their relations with temperature,
we obtained a nonlinear analytical dependence of the ice sheet thickness on the global near-surface temperature. The behavior
of the ice sheet can be split into six regimes. Implementation of some regime or another depends essentially on the initial
(present-day) value of the mass balance and the sensitivity parameters of precipitation and ice melt to the temperature. Based
on this model, we obtained an analytical estimate of the critical level in global warming, in excess of which the regime of
the Antarctic ice sheet gain due to snow accumulation changes to sheet degradation due to more intense growth in ice melting. 相似文献