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北极海冰与全球气候变化 总被引：7，自引：2，他引：7
最近有关北极海冰在全球气候系统中作用的研究发现，北冰洋边缘海域大洋深水的形成与海冰发育有关，海冰冻融过程对盐度层结具有重要影响，海冰变化可引起盐度突变层的灾变和热盐环流的突然停止，热盐环流的变化与北大西洋海冰１０年际变化相联系，北大西洋气候的不稳定性与热盐环流变化密切相关。北极海冰－海洋－大气间耦合作用，使北极海冰构成了北大西洋和全球气候反馈循环中的重要环节。 相似文献
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北太平洋副热带环流变异及其对我国近海动力环境的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
我国东部陆架海和南海是国防安全的重要门户;位处第二岛链以西的副热带北太平洋既是各国争夺的重要海区,又是我国从近海走向大洋的重要通道.围绕"北太平洋副热带环流变异如何通过黑潮与我国近海动力环境之间相互作用"这一国际前沿科学问题,国家重点基础研究发展计划项目"北太平洋副热带环流变异及其对我国近海动力环境的影响"于2007年9月正式立项.该项目不仅有助于拓展和丰富海洋动力学理论,揭示我国近海及邻近大洋动力环境变异机制,提高预测能力,而且也将为维护我国国防安全和海洋权益,为可持续开发利用海洋资源提供海洋动力环境保障.该项目主要研究内容包括:①北太平洋副热带环流变异和调整机理;②黑潮与我国近海的能量与水体交换过程及机制;③北太平洋副热带环流变异与大气驱动力的耦合效应;④我国近海及邻近大洋动力环境变异的可预测性研究.拟解决的关键科学问题为:北太平洋副热带内区环流变异的机理及其对黑潮的影响;黑潮源头变异机理及其对吕宋海峡水交换的影响和黑潮变异机理及其对东部陆架海域动力环境的影响. 相似文献
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现代海洋中的水成 Fe－Mn 结壳的 Nd 来自当时周围海水，因此利用 Fe－Mn 结壳可以恢复新生海洋 Nd 同位素演化历史，进面了解古海洋环境和古气候变迁信息。海洋中 Nd 的来源包括河流或陆源 Nd、大陆边缘沉积物和风成粉尘中的可溶 Nd，以及洋中脊热液蚀变来源的 Nd。对海水、水成成因铁锰结壳和结核、洋脊热液喷发和河流输入的 Nd 同位素研究发明，陆源物质控制着大洋中溶解的 Nd。对于风尘输入对大洋中的REE的影响还存在争议。有研究表明来自大陆和火山的风尘是某些局部大洋中的 REE 的重要来源，风尘与海水间的 REE 交换引起了某些洋区中 Nd 同位素组成的变化。相反，另有学者认为风尘对北太平洋中的溶解 Nd 总量没有影响。笔者分板子一块来自中北太平洋的铁锰结壳样品（MDD53）的 Nd，Pb 同位素，得到了该区新生代以来的 Nd，Pb 同位素演化历史。通过对比该结壳和岩心 LL44－GPC3 中粉尘的同位素演变曲线，发现二者的 Pb 同位素变化规律十分相似，证明结壳中的 Pb 主要来自粉尘。与 Pb 同位素相反，二者的 Nd 同位素演化完全不同。中国黄土的ENd值远低于中太平洋深水中的ENd值。因此，笔者认为风成粉尘对太平洋深水中溶解的 Nd 总量的影响可以忽略不计。结壳的 ENd值介于大陆和岛弧火山的值之间，说明新生代太平洋海水中的 Nd 主要来自河流、大洋边缘大陆风化及大洋环流携带大源自其他大洋的 Nd，新生代 Nd 同位素比值的增长主要是国为太平洋边缘岛弧的风化剥蚀作用和火山活动的增强。 相似文献
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大洋环流模式的温盐表面边界条件处理及其影响研究评述 总被引：5，自引：0，他引：5
对常用的大洋环流模式温度和盐度的表面边界条件处理方案进行了总结,在此基础上,讨论了不同处理方案对大洋环流变化模拟结果的影响,指出了不同边界条件各自的适用范围。较为典型的温度边界条件包括Haney型边界条件、Rahmstorf等恢复型边界条件、Schopf零热容量条件以及通量条件;盐度边界条件主要包括恢复型边界条件、通量型边界条件以及自然边界条件。边界处理方案之不同,不仅影响到模式气候态和年际变率的模拟,还影响到一些典型大洋环流变化现象的模拟结果,如极地盐跃层突变现象、海洋层结强烈翻转的冲刷现象、热盐环流的多平衡态现象以及淡水冲击对热盐环流的影响等问题。 相似文献
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印度尼西亚海与印度尼西亚贯穿流研究概述 总被引：4，自引：1，他引：3
概述过去30年间与印度尼西亚海和印度尼西亚贯穿流有关的海洋动力学方面的研究进展。印度尼西亚海处于海洋大陆的中心地带,衔接西太平洋和印度洋的暖池,是影响大气环流的关键海域;而通过印度尼西亚海多个连通海峡从太平洋进入印度洋的贯穿流,对维持全球大洋热盐分布和平衡起着关键的作用,影响着全球大洋环流的结构及长期的气候变化。基于大... 相似文献
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近年研究表明，大洋中溶解的 Pb和 Nd 以陆源来源占主导。但对 Pb和Nd 进入大洋的途径存在很大争议。笔者研究了3块中北太平洋铁锰结壳（CJ01，CLD01，CB12）的元素含量和 Pb、Nd 同位素组成。根据 Co 含量经验公式法定年，结合几块结壳的剖面 Pb 同位素演化曲线与 Os 同位素演化曲线，确定所研究的中北太平洋铁锰结壳的底部年龄约为 75Ma。3块结壳不论磷酸盐化与否，其 Pi、Nd 同位素随时间的演变曲线均十分相似，且 Pb 同位素演化趋势与北太平洋岩心（LL44－GPC3）中的风沙的 Pb 同位素演化趋势相似。这些结壳的 Nd 同位素演化趋势也相似，但与岩心 LL44－GPC3 中风沙的 Nd 同位素的演化曲线完全不同。由此得到以下结论:(1)通过研究2块结壳，首次提出太平洋铁锰结壳的年龄超过70Ma，得到了白垩纪末及整个新生代中北太平洋深水 Pb、Nd 同位素的演化。并且揭示磷酸盐化不会明显改变结壳中的 Pb、Nd 同位素组成。（2）风沙是中太平洋深水溶解 Pb 的主要来源。太平洋中的 Pb 由来自大陆风沙富放射成因 Pb 和来自火山弧非放射性成因 Pb 之混合，二者的量随时间变化。60Ma 之前，北美大陆粉尘是太平洋 Pb 的主要来源，而从40 Ma 开始，亚洲大陆粉尘对 Pb 总量的贡献日益重要。在约55 Ma 期间是大陆粉尘对海水 Pb 贡献最小的时期，与温暖气候相吻合。（3）风成粉尘对中北太平洋深水中的 Nd 的贡献可以忽略。新生代太平洋边缘火山岩风化侵蚀作用加强，是中北太平洋ENd值升高的主要原因。 相似文献
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北太平洋中层水(NPIW)作为全球海洋经向翻转环流的一个重要组成部分,在区域海洋环境和全球气候变化中扮演着重要角色。本研究对NPIW演化及其对气候变化的影响最新进展进行了评述。认为NPIW形成及通风演化对全球气候变化响应十分敏感。而且高纬气候信号通过这一“海洋通道”传递到北太平洋低纬海域。另一方面,东亚夏季风通过影响黑龙江进入鄂霍次克海的径流量,从而对NPIW的形成和水团组成产生影响。在千年尺度,NPIW通风过程与大西洋经向翻转流(AMOC)呈反相位变化,这与AMOC千年尺度震荡所引发的北太洋海表温、盐变化相关。与NPIW相关的物理过程和生物过程可能是触发冰期大气CO2浓度变化的一个重要机制。 相似文献
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热带太平洋海洋环流与暖池的结构特征、变异机理和气候效应 总被引：3，自引：0，他引：3
热带西太平洋暖池是引发强烈的大气对流、驱动Walker环流和Hadley环流系统的主要热源之一,对全球、尤其是东亚气候有重要影响。针对我国在提升气候预测水平方面的重大和迫切需求,国家重点基础研究发展计划项目"热带太平洋海洋环流与暖池的结构特征、变异机理和气候效应"于2011年7月正式立项。项目拟解决的关键科学问题包括:①调控暖池形成和变异的海洋环流多尺度相互作用过程;②海洋动力过程在暖池热盐结构变异中的作用及其机理;③暖池变异对不同类型El Nio影响机理的异同和对东亚季风变异的调制机理。围绕上述关键科学问题,项目将以暖池变异为中心,关注影响和控制暖池结构与变异的关键海洋过程,以及暖池海气相互作用影响ENSO循环、东亚季风年际变异的过程和机理,重点组织开展以下3个方面有针对性的调查研究:①热带太平洋环流和暖池的结构和变异特征;②热带太平洋环流与暖池相互作用的关键过程和机理;③暖池变异的海洋—大气耦合过程及其气候效应。在此基础上,项目将力争阐明暖池影响东亚季风和我国气候变异的过程、机理与敏感区,改进模式的混合参数化方案,提出有效提高ENSO预报技巧的同化方案,为我国短期气候预测能力的提高提供科学支撑。 相似文献
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千牛年尺度气候变率的研究 总被引：15，自引：0，他引：15
20世纪后期，千年（ka）尺度气候变率的研究取得了重要的进展，这表现在以下几个方面：（1）格陵兰冰芯及深海沉积证明，在末次冰期中普遍存在平均周期为1.5ka的循环，有人认为全新世也存在这种循环，小冰期就是最近一个循环的冷期。（2）每个循环由1个相对暖期（间冰阶）及1个冷期（冰阶）组成，称为Dansgaard/Oeshger循环（D／O循环）。（3）连续几个D／O循环的冰附气湿愈来愈低，海因里希事件（H事件）就发生在最冷的冰阶之后。（4）自15kaBP到68kaBP共确定出6次H事件，分别称为H1…H6，有的作者认为新仙女木事件（YD）与H事件形成机制近似，可以称为H0。（5）D／O）循环与H事件的成因，目前尚无定论，但热盐环流（THC）变化的学说得到了较多作者的承认。这个学说认为：北大西洋北部的大量融冰使海面为冷的淡水控制，影响了大传送带中海水的下沉，从而削弱了深水的形成。北大西洋THC减弱，使向北输送的热量减少。使北大西洋气候更寒冷。一旦深水形成再次增加，完成一个D／O循环。H事件形成的机制与之类似，不断过程变化更为激烈。（6）这样，THC有3种模态：现代模（北大西洋有两个泵）、冰阶模（一个泵），及H事件（无泵）。（7）海洋环流模式已经对THC的变化及模态之间的转换进行了模拟，至少在一定程度上模拟出了HTC的变化，在给定淡水输入的外强迫时，也模拟出了气候突变。 相似文献
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温盐环流是由海水温度、盐度差异驱动的全球洋流循环系统。在气候系统中,它对全球热量输送起到了十分重要的作用。在亚轨道尺度(千年时间尺度)上,温盐环流的改变导致了一系列快速的气候变化,因此备受关注。在构造时间尺度(百万年时间尺度)上,古海洋记录和数值模拟揭示出,温盐环流的反转对新生代气候也产生了非常显著的影响。在新生代,温盐环流由“南大洋深层水主控型”向“北大西洋深层水主控型”反转。这一反转改变了全球的热量输送,使得南半球强烈变冷,并有可能导致南极东部永久冰盖的形成。在这一反转事件中,热带海道的作用更加重要。 相似文献
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The mid-Cretaceous is well known for its ocean anoxic events. The causal mechanisms are controversial: stagnant deepwater, high biological productivity in the surface waters, and other possibilities have been suggested. Our study simulated the mid-Cretaceous ocean, using general circulation models combined with a marine biogeochemical cycle model to explore the relationship between thermohaline circulation and biogeochemical cycles and investigate the causes of ocean anoxic events. The simulated thermohaline circulation shows an unsteady inactive state. Oxygen concentrations in the deepwater decrease under the inactive state, but a horizontal gradient develops, with higher oxygen concentrations in the Tethys and lower concentrations in eastern Panthalassa. This is not due to the different ages of the deepwater but rather to the differences in biological productivity in the surface water, meaning that the relationship between thermohaline circulation and biogeochemical cycles under the inactive state is different from that in the present ocean. In the standard simulation, assuming the present level of the total amount of phosphate in the ocean, 29% of the bottom water is anoxic. The experiments increasing the amount of phosphate show its high sensitivity for extending the anoxic region with global-scale anoxia simulated under the doubled amount of phosphate. The high amount of phosphate would be reasonable because the inactive state would induce an imbalance of phosphate between riverine input and sediment output. Therefore, both the inactive thermohaline circulation and the increase in the total amount of phosphate in the ocean induce the global-scale anoxic condition in the deepwater. 相似文献
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西太平洋——我国深海科学研究的优先战略选区 总被引：2，自引：0，他引：2
西太平洋是我国实施由浅海向深海发展战略的必经之地.从国家需求的角度来看,西太平洋海底资源丰富、海洋环境复杂,是维护国家权益的焦点、保障国防安全的屏障;从科学前沿的角度来看,西太平洋发育有独特的沟弧盆构造体系和弧后盆地热液系统,存有海底板块运动的遗迹和众多海山生态系统,更是"大洋传送带"冷暖水系的转换区.科学有序地进入西... 相似文献
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Anomalies of thermohaline characteristics of the ocean deep waters formed in the subpolar North Atlantic are shown to be controlled
by the natural oscillations of the atmospheric state in the region, i.e., the North Atlantic Oscillation (NAO). A general
mechanism behind the NAO effect on the deep water temperature and salinity on a decadal time scale is proposed. The main factors
determining the close link of the deep water thermohaline anomalies and the NAO are the zonal extension of the subpolar gyre
and the wintertime deep convection intensity in the Labrador Sea. 相似文献
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新近纪南海深层水的增氧与分层 总被引：1，自引：0，他引：1
综合南海ODP1148站、1146站和1143站沉积物物性、底栖有孔虫、同位素等资料, 探讨早中新世以来南海深层水的演化特征.结果表明, 在21~17Ma、15~10Ma和1~5Ma3个时间段分别对应3个富含红褐色粘土的岩性单元, 其红色参数(a*) 增高指示南海深层水中溶解氧含量的增加.对比发现, 前两阶段的深层水增氧与南极底层水和北大西洋组合水增强有关, 说明10Ma前南海与外地的底层水基本是相互连通的.10Ma以后, 南海深层水溶解氧降低, 同时分别处于下深层水的1148站和上深层水的1146站之间的CaCO3含量变化加大, 喜氧底栖有孔虫减少, 底栖δ13C在10Ma大幅度减轻, 说明南海当时的深层水受大洋深层水的控制减弱.推测主要是南海海盆自16~15Ma停止扩张以后, 南海逐渐关闭引起本地深层水开始形成的缘故.从6Ma左右开始出现大量的太平洋底层水和深层水的底栖有孔虫标志种, 1148站和1146站在5~3Ma期间的CaCO3含量之差达到40%, 标志南海深层水最大分异期.除了全球气候变冷、北半球结冰引起太平洋深层水扩张的影响之外, 南海海盆由于更强烈向东俯冲而进一步下沉也可能是原因之一.3Ma以来南海深层水演化进入现代模式, 两站之间的CaCO3含量之差稳定在10%左右, 厌氧底栖种丰度增加.太平洋底层水和深层水的标志种相继在1.2Ma和0.9Ma大量减少, 底栖δ13C也同时大幅度变轻到新近纪的最低值, 表明太平洋底层水的影响基本消失, 太平洋深层水的影响也大大减弱.因此, 标准现代模式的南海深层水, 推测主要由于“中更新世气候转型”时期巴士海峡下面的海槛抬升到接近目前~2600m的深度时, 才开始形成. 相似文献
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At present the Nordic Seas are a key region of North Atlantic Deep Water (NADW) formation. Two alternative scenarios have been suggested by some authors for the Last Glacial Maximum: (i) the Nordic Seas were permanently covered by sea ice, preventing the formation of NADW, or (ii) that they were seasonally free of ice and that deep water formation did occur. A modified scenario is presented here based on parallel ocean circulation modelling results from the GFDL primitive equation model and a planetary geostrophic model. It is suggested that the glacial Nordic Seas were at least seasonally ice free, but it is observed that there was never deep water formation from the surface; rather it occurred only in the North Atlantic south of 40°–50°N. North of 40°N, the weaker LGM northward flowing thermohaline conveyor is subducted below a reverse conveyor which occurred to a depth of over 1000 m. Various modelling experiments presented here indicate that the reversed conveyor was primarily caused by the colder conditions of the glacial North Atlantic that led to far stronger zonality of glacial analogue of the North Atlantic Current. 相似文献
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We propose that prior to the Younger Dryas period, the Arctic Ocean supported extremely thick multi-year fast ice overlain by superimposed ice and firn. We re-introduce the historical term paleocrystic ice to describe this. The ice was independent of continental (glacier) ice and formed a massive floating body trapped within the almost closed Arctic Basin, when sea-level was lower during the last glacial maximum. As sea-level rose and the Barents Sea Shelf became deglaciated, the volume of warm Atlantic water entering the Arctic Ocean increased, as did the corresponding egress, driving the paleocrystic ice towards Fram Strait. New evidence shows that Bering Strait was resubmerged around the same time, providing further dynamical forcing of the ice as the Transpolar Drift became established. Additional freshwater entered the Arctic Basin from Siberia and North America, from proglacial lakes and meltwater derived from the Laurentide Ice Sheet. Collectively, these forces drove large volumes of thick paleocrystic ice and relatively fresh water from the Arctic Ocean into the Greenland Sea, shutting down deepwater formation and creating conditions conducive for extensive sea-ice to form and persist as far south as 60°N. We propose that the forcing responsible for the Younger Dryas cold episode was thus the result of extremely thick sea-ice being driven from the Arctic Ocean, dampening or shutting off the thermohaline circulation, as sea-level rose and Atlantic and Pacific waters entered the Arctic Basin. This hypothesis focuses attention on the potential role of Arctic sea-ice in causing the Younger Dryas episode, but does not preclude other factors that may also have played a role. 相似文献
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M. Debret D. Sebag X. Crosta N. Massei J.-R. Petit E. Chapron V. Bout-Roumazeilles 《Quaternary Science Reviews》2009,28(25-26):2675-2688
A strong mid-Holocene transition has been identified by wavelet analyses in several sea ice cover records from the circum-Antarctic area, ice core records (Taylor dome, Byrd) and tropical marine records. The results are compared with those previously published in a synthesis of North Atlantic records and with 4 new records from the Norwegian and Icelandic seas and from a coastal site in Ireland. These new records confirm the previous pattern for the North Atlantic area, extend this pattern nearly to the Arctic Circle, and include a continental record. We further tested the possibility of extending this scheme using continental records from South America. The Holocene pattern proposed here confirms the importance of external forcing during the Early Holocene (solar activity: 1000 years cyclicity and 2500 years during the entire Holocene), even if the signal is disturbed by meltwater fluxes. The second part of the Holocene is then marked by the gradual appearance of internal forcing (thermohaline circulation around 1500 years), associated with a stabilisation of the signal. Coupling between ocean and atmosphere seems to play a fundamental role in the observed frequencies which vary accordingly in the Atlantic, circum-Antarctic and Pacific areas. The North Atlantic area seems to be the instigator of thermohaline circulation as shown by its sensitivity to meltwater discharges during the Early Holocene, even though each sector is independent with regards to its frequency content (around 1600 years for Atlantic Area; around 1250 years for Antarctica). The Holocene methane pattern, still under debate [Ruddiman, W.F., 2003a. Orbital insolation, ice volume and greenhouse gases. Quaternary Science Review 22, 1597–1629; Ruddiman, W.F., 2003b. The anthropogenic greenhouse era began thousands of years ago. Climatic Change 61, 261–293], could be explained by a more efficient thermohaline circulation around the mid-Holocene with an anthropogenic effect initiated at 2500 BP as shown by the inter-hemispheric gradient. 相似文献