【摘要】： 大洋熱鹽環(huán)流(Thermohaline Circulation,簡稱THC)是主要源于北大西洋的深海環(huán)流,對全球經(jīng)向水和熱平衡具有重要的作用,是影響長期氣候變化的一個重要因素。很多研究表明THC的穩(wěn)定性和多平衡態(tài)問題與全球氣候的突變有著密切的聯(lián)系,當(dāng)前,全球氣候研究領(lǐng)域最為重要的兩個國際計劃“過去全球變化(PAGES)”和“氣候變率與可預(yù)報性研究(CLIVAR)”,都強調(diào)要開展全球THC研究。 關(guān)于THC的文章很多,都是從不同角度考慮了各種因素的作用,本文是從Stommel盒子模型出發(fā),結(jié)合Longworth等人的觀點,通過添加擴散項的形式引入了風(fēng)應(yīng)力,從而考慮了風(fēng)應(yīng)力對THC的影響。關(guān)于風(fēng)應(yīng)力的作用,大量的GCM模式和一些盒子模型都做了研究,但前人的工作主要是用數(shù)值積分的方法考慮非線性問題,沒有完整的理論推導(dǎo)。本文利用Mu等提出的條件非線性最優(yōu)擾動(CNOP)方法從非線性的角度研究了風(fēng)應(yīng)力的作用,并從理論上論證了得到的結(jié)論。工作主要從四個方面展開:第一、THC的多平衡態(tài);第二、THC最優(yōu)初始擾動的發(fā)展情況;第三、THC最優(yōu)初始擾動的擾動臨界值;第四、THC的年代際變率。研究發(fā)現(xiàn)風(fēng)應(yīng)力會增加正向THC的流量  對TH型平衡態(tài)它增強了環(huán)流強度,對SA型平衡態(tài)它削弱了環(huán)流強度。根據(jù)THC環(huán)流越強則越穩(wěn)定的規(guī)律,風(fēng)應(yīng)力的上述作用會增強處于TH型平衡態(tài)的THC的穩(wěn)定性,而減弱處于SA型平衡態(tài)的THC的穩(wěn)定性。本文從理論上證明了風(fēng)應(yīng)力確實存在這種作用,并發(fā)現(xiàn)THC存在這樣一種機制:風(fēng)應(yīng)力會使溫度差的減小弱于鹽度差的減小,而這種機制對處于不同平衡態(tài)的THC會產(chǎn)生不同的作用。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（大氣物理研究所）
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：P731.21
【圖文】：

風(fēng)應(yīng)力對熱鹽環(huán)流（THC）非線性穩(wěn)定性與平衡態(tài)轉(zhuǎn)移的影響一種強勁的大尺度經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流（Meridional Overturning Circulati MOC）。對現(xiàn)代大洋觀測表明，北大西洋比北太平洋的放射性14C 含量要放射性衰老，14C 含量將隨著深海水團的“年齡”增加而不斷減少），北深層水團的形成，不存在這種經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流（Warren, 1983; Broeckerchmitz, 1995; Rahmstorf et al., 1996; Adkins and Pasquero, 2004，2006），因此我們主要討論北大西洋的 THC。圖 1-1 給出了北大西洋流的分布圖，它是通過沿緯度向積分所得。

2006），因此我們主要討論北大西洋的 THC。圖 1-1 給出了北大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流的分布圖，它是通過沿緯度向積分所得。圖 1-1 北大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流（Meridional Overturning Circulation, 簡稱 MOC），圖中流量單位 Sverdrup，6 31 Sv = 10 m /s（引自 Wunsch, 2002）。

根據(jù)觀測，北大西洋的深層水生成為( )6 315 ± 2 Sv 1 Sv = 10 m /s，在24 N 這 一 斷 面 上 ， 大 西 洋 的 經(jīng) 向 熱 輸 送 強 度 可 以 達(dá) 到( )151.3 ± 0.1 PW 1 PW = 10W，占全球海洋熱輸送的 50% 左右（Ganachaud andWunsch, 2000）。比較全球大洋的表層海溫分布，大西洋和太平洋之間最為顯著的差異就位于北半球高緯地區(qū)，北大西洋較之同緯度的北太平洋要溫暖得多，北大西洋的這一暖海溫，使得北歐氣候較之同緯度的其他地區(qū)也要溫暖得多（Levitus, 1982），如挪威的博多位于'67 17 N 、'14 25 E ，1 月份的平均溫度為零下2 C，7 月份的平均溫度為14 C ，而阿拉斯加的諾母位于'67 30 N 、'165 26 W ，1 月份平均溫度為零下15 C ，7 月份平均溫度為10 C 。從圖 1-3 中可以看出，在深水形成區(qū)域及其周邊區(qū)域的氣溫比同緯向的平均氣溫要高出10 C ，因此，THC強度的變化對于北大西洋地區(qū)的氣候至關(guān)重要，它被認(rèn)為是氣候變化問題所帶給人類的主要挑戰(zhàn)之一（Broecker, 1997）。

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本文編號：2744022