《气候变化下北极冰山漂移与循环的衰减模型预测》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: mall
  • 发布时间:2017-05-17
  • 在未来北极冰山的融化将增多的情况下,冰山在全球气候模型中的准确呈现对于气候预测就显得十分重要。本文通过(i)最新的全球气候模型(CCSM4)和(ii)一个近期观测模型(ECCO2)的循环和温度场来驱动冰山飘移和消融模型,分析了冰山的发展情况。冰山融化的水在全球气候模型下要比近期观测模型流经的范围更小,尽管在全球气候模型中有一个强风的偏差(目前大多数的全球气候模型中都存在)。认为这个融化水的流经海域面积的大大减少是因为地方海域的海流的不同导致的,这可能是与全球气候模型中的水平面精度不足有关。研究显示,在全球气候模型中的强风偏差对融化水的传播影响极小,尽管北冰洋的冰山的飘移主要都是受风的影响。这主要是因为在强风下的迅速飘移和因大风产生的波形侵蚀的相互抵消。这些结论将影响未来受冰山影响的全球气候模型模拟的大西洋经向翻转环流。

    最近北极冰的减少使得北极的冰山融化水如何影响大尺度的海洋环流以及全球气候的问题变得尤为重要。举个例子,来自格陵兰岛的增加的融化水是否会在未来十年减慢大西洋经向翻转流就有所争议。这种现象发生的可能性取决于水在哪里融化。冰山,带着一半的融化水,在北大西洋将融化水向赤道搬运这一过程中扮演着十分重要的角色。研究结果显示,包括冰山的气候模型将低估向赤道搬运的融化水的量,对大西洋经向翻转流的影响其实比目前所认识到的更大。

    结果表明,基于CCSM4模拟出的表层海洋和气候环境的冰山融化水的流经海域面积比起基于ECCO2观测模型模拟出的要更局限于东北方向。CCSM4冰山融化水流经海域面积小主要是由于模拟的在全球气候模型中的洋流比实际偏慢,这可能是由于水平方向的模型分辨率不足等原因导致的。上述结果十分值得注意,因为ECCO2和CCSM4的风场差别比起它们的洋流场差别更明显。而且,Wargner et al. (2016)最近发现风对冰山飘移的影响很大。而本研究中,极大的风场偏差的影响不大的原因可能是因为疾风加快冰山移动的同时也会加快冰山融化,二者相互补偿。

    本次研究可能会为由于格陵兰岛的冰山融化,大西洋经向翻转流循环是否会有所减慢提供解答(Lenaerts et al., 2015)。并且,这些发现也可以运用到末冰期的哈因里奇事件的模拟中去。这一事件被认为由于大量北大西洋的冰山融化导致了大西洋经向翻转流的减慢(Hemming, 2014; McManus et al., 2004)。鉴于目前预测由于全球气候的变暖,来自格陵兰岛的冰山融化水流量必定增加,因此对于这些融化水的流向的准确模拟将对于我们未来全球气候的预测起到重要作用。研究发现,北大西洋的冰山的消融在一定程度上受到全球气候模型的表层风的偏差的影响,但更主要的还是受到了小尺度洋流的影响。

    (罗维 编译)

  • 原文来源:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2016GL071645/epdf
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