《流入北太平洋的淡水对北美的气候起着关键作用》

  • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
  • 编译者: 张灿影
  • 发布时间:2020-03-09
  • 本研究作者收集了东北太平洋地区的数据并分析了记录。他们还研究了全球科学家收集的几十年数据的总和。研究人员利用计算机建模,预测了10000~20000年前冰消期洪水的快速运动,显示出淡水从哥伦比亚河沿着海岸线向北流入阿拉斯加湾、横穿白令海峡和日本,最终向北流入白令海和北冰洋。淡水的密度比盐水小,像毯子一样坐在盐水上面,慢慢地和盐水混合。水层可以改变热量在海洋中的运动方式,从而导致气候不那么温和。哥伦比亚河沿着太平洋副热带地区向南和副极地地区向北的分界线流动。虽然洪水期流出的一些淡水向南流去并消散,但更多的淡水向北流去,像一条沿着海岸线的河流。模型结果显示,来自哥伦比亚河的水可以影响北太平洋的大部分地区,甚至可能渗透到北冰洋和大西洋。来自俄勒冈州的海洋地质学家们利用在洪水中存活的化石外壳上留下的化学“指纹”来追踪洪水的影响。2004年,研究者Mix带领一支探险队沿着洪水的路径收集泥沙芯,这些岩芯帮助了解洪水冲击的整个过程。研究人员利用来自贝壳和模型的数据,展示了1000多年来重复洪水如何冷却海洋,进而影响整个北美的气候。研究发现,流入北太平洋的淡水可以产生深远的影响,从而改变海洋温度,并在北美地区控制风向和风暴路径。在北太平洋发生的事情不会停留在北太平洋,而是会引起广泛而深远的变化。了解北太平洋的环流模式,可以让研究人员能够洞察随着地球变暖,更多的温水流入北太平洋可能发生的情况。研究者预计,未来北太平洋的河流流量会下降,水温会升高,这与上一个冰河世纪末的情况正好相反。但过去的情况仍然很丰富,因为它告诉我们北太平洋的环流系统是如何运作的。
    相关论文链接:https://advances.sciencemag.org/content/6/9/eaay2915
    (郭亚茹 编译;於维樱 审校)

  • 原文来源:https://today.oregonstate.edu/news/freshwater-flowing-north-pacific-plays-key-role-north-america%E2%80%99s-climate
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    • 过去5万年中最寒冷的时期,北部高纬度地区的背景降温增强,阻止了北部东北部的太平洋地下变暖,因而增加了Cordilleran冰盖的淡水排放。结果表明,非线性的海洋-大气背景相互作用在冰川期的北大西洋和北太平洋的淡水排放响应中起着复杂的作用。 在最后一个冰川期(大约115000至12000年前),北美大陆的大部分地区被北美冰盖复合体覆盖,其中包括位于中部和东部的Laurentide冰盖(简称LIS),以及较小的Cordilleran的冰盖(简称CIS)。LIS是Heinrich Stadials(Heinrich是一种自然现象,冰川上的大型冰山断裂,穿越北大西洋)期间进入北大西洋的主要淡水排放事件的来源之一。有学者提出,大西洋经向翻转环流(简称AMOC)的减弱也影响了北太平洋的环流。由于淡水是海洋分层的主要调节因子,因此北太平洋淡水通量历史的重建有助于阐明北太平洋气候的演变。然而,到目前为止,古气候重建已显示出与CIS的淡水通量相关的相互矛盾的结果。在Heinrich Stadials期间,在北太平洋东北部的一些沿海地区观测到大量的冰筏碎片(简称IRD)沉积物,表明融化冰山的淡水输入。CIS淡水事件与Heinrich Stadials的时间紧密关系表明北大西洋和北太平洋之间融水事件的潜在动态联系。 研究证据表明,大量淡水进入海洋的剧烈沉积强烈影响了冰期的全球海洋环流和气候变化。在北大西洋地区,大量淡水排放到北大西洋的事件与称为Heinrich Stadials的明显寒冷时期有关。相比之下,北太平洋地区的淡水历史仍然不明朗,引发了关于北太平洋和北大西洋之间气候联系的存在和可能的重要性的持续争论。在这里,我们发现在Heinrich Stadials期间北大西洋环流的变化与Cordilleran冰盖向北太平洋东北部注入淡水之间存在着密切的联系。我们在过去的5万年中的硅藻O18记录显示表面海水O18降低了2到3‰,相当于盐度下降了大约2到4个PSU。与此同时,北太平洋东北部冰雹碎片的增加沉积和海面的轻微冷却发生在Heinrich Stadials 1和4期间,但不是在Heinrich Stadial 3期间。此外,同位素模型的结果表明,在Heinrich Stadials期间赤道太平洋东部变暖对于将北大西洋信号传输到北太平洋东北部至关重要。相关的次表层变暖在Heinrich Stadials 1和4期间,变暖导致了Cordilleran冰盖的明显淡水排放。 通过比较数据模型,发现在过去5万年的北大西洋寒冷天气期间,AMOC的扰动可以与北太平洋东北部地区遥相关,通过低纬度和高纬度地区之间和海洋和大气之间的相互作用引发淡水排放事件。到目前为止,北太平洋淡水输入事件尚未被视为冰川气候模拟中的标准强迫成分;加入这种淡水强迫情景为研究提供了新的基础,可以协调代理数据中有关北太平洋海洋环流对AMOC变化的反应的差异。根据LGM边界条件的北太平洋软管试验,仅仅北太平洋融水排放导致北大西洋的次表层冷却,不太可能触发北大西洋冰雹事件以及相关的AMOC变化。鉴于冰川融水事件与冰盖动力学密切相关,因此非常需要将交互式冰盖动力学与北太平洋东北部开放的高分辨率代理记录相结合的气候模型,以进一步评估北大西洋之间和北太平洋之间的动态联系,以及北太平洋的局部反馈情况。 (傅圆圆 编译)
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