【摘 要】
:
全球气候变化一直是近年来研究的热点问题,末次冰期千年时间尺度气候突变事件(Dansgaard-Oeschger事件)也开始引起了人们的广泛重视。过去的数值模拟研究表明,冰阶冷期北大西洋高纬度地区气候变率在年际-年代际尺度的振幅远大于间冰阶暖期,但其动力机制尚不清晰。除此之外,古气候重建记录显示,冰阶时期北半球高纬度部分海域的表层海温中出现了与南极和低纬度地区类似的渐变特征,说明该地区表层海温存在局
论文部分内容阅读
全球气候变化一直是近年来研究的热点问题,末次冰期千年时间尺度气候突变事件(Dansgaard-Oeschger事件)也开始引起了人们的广泛重视。过去的数值模拟研究表明,冰阶冷期北大西洋高纬度地区气候变率在年际-年代际尺度的振幅远大于间冰阶暖期,但其动力机制尚不清晰。除此之外,古气候重建记录显示,冰阶时期北半球高纬度部分海域的表层海温中出现了与南极和低纬度地区类似的渐变特征,说明该地区表层海温存在局地差异。针对上述两科学问题,本研究利用海气耦合模型COSMOS,通过三个冰阶时期施加典型外在强迫(升高大气中CO2浓度、淡水注入、升高北半球冰盖高度)的敏感性试验,探讨了北大西洋气候年际-年代际变率的放大机制与渐变信号成因。结果显示,在三组试验中冰阶时期气候变率振幅高值区均位于冰岛西南部海域,间冰阶时期位于北欧海,且高值区位置存在季节性海冰。渐变信号最明显的地区也位于冰岛西南部,该特征在升高大气CO2浓度试验中表现最突出。针对上述特征进行机理研究发现,在试验外部强迫的驱动下,研究区域的季节性海冰可以通过控制海洋-大气之间的热量传输,影响高频气候变率振幅。在冰阶冷期,低纬度地区带有渐变信号的暖水团输送至北大西洋高纬度次表层,削弱了海洋垂直方向的密度层结,温度的升高导致次表层暖水出现上涌趋势,促进海冰融化及表层温度升高。海平面热交换产生的上升气流将激发负变压异常,气旋式风切变可通过埃克曼抽吸进一步加速海水的垂直混合,形成海-冰-气正反馈。当次表层热量释放结束,由于没有暖水的补充,海洋表层将重新生长新的海冰,将海洋与大气隔绝。该过程使海表气压出现正异常,促进次表层热量积累,为下一次反馈过程提供条件。由于研究区域位于冰岛低压中心区,垂直混合相对剧烈,因此冰岛西南部地区表层海温出现局地渐变特征。在间冰阶暖期,随着冰岛西南部季节性海冰消失,海洋可与大气实时进行热交换并处于准平衡态,气候变率的振幅明显下降。因此,季节性海冰在海洋次表层热量的积累与释放中起决定性作用,这对理解冰期年际-年代际气候变率放大现象有重要启示意义。本研究结果也将不同尺度间气候变化结合,在模式模拟时间足够长的情况下,千年尺度外在强迫的变化将伴随高频气候变率,而海洋-大气耦合过程则是二者之间的纽带。此外,研究区域的年际-年代际气候变率解释了冰阶时期古气候重建结果的分歧,且这种海温的波动具有一定的普适性。本研究结论也将对未来北大西洋海温的重建研究有重要的研究意义和参考价值。
其他文献
积雪是冰冻圈的重要组成部分,积雪能直接影响大气与地表之间的物质与能量交换,由此对气候、冻土及生态系统等产生重要影响。积雪产生的融水还是水循环中的重要一环,其作为一种重要的水资源在人类社会中产生着重要且积极的作用。第三极地区作为典型的低纬度、高海拔积雪分布区正在面临着积雪快速消融的现状,近几十年来其升温幅度明显高于全球水平,达到全球平均升温幅度的2倍以上,这些现象引起了学术界的广泛关注。为此,本研究
积雪是冰冻圈的重要组成要素,对气候变化敏感,能够影响区域能量平衡和水循环过程。青藏高原作为我国中、低纬度的主要积雪分布区,该地区积雪能够影响我国乃至全球气候系统,积雪融水对下游国家与地区的社会经济发展和自然环境稳定也起着重要作用。获取准确的地表雪深信息是开展积雪资源评估、水资源管理以及气候系统模拟研究的基础,具有重要的科学意义与研究价值。当前获取青藏高原地表雪深信息主要通过被动微波反演雪深和再分析
理解树木径向生长过程及其对环境因子的响应是树木生理学的基础。因此,很多学者力图解释树木径向生长的生理学过程,揭示树木年轮记录环境和气候信息的机理,众多研究成果突显了该类研究不可或缺地位。近年来,微树芯和高分辨率的树木径向生长监测仪被用于监测不同生长环境下树木,研究树木径向生长机理,揭示树木生长与气候之间的响应关系,己成为国际研究热点。为探究青藏高原东北部祁连山区域主要针叶树种生长与气候因子之间的响
我国铁路网纵横交错,铁路桥梁数量众多,其中存在一些按照旧规范设计和建造的桥梁,它们可能不满足当前规范规定的抗震设防标准,在地震作用下存在安全隐患。历次地震中,桥墩是桥梁结构中的易损构件,因桥墩破坏导致桥梁倒塌已成为桥梁震害最主要的形式之一。对抗震能力不足的桥墩进行加固,是减轻地震破坏的有效途径之一。本文针对铁路少筋混凝土重力式桥墩,提出了一种L型钢板-橡胶加固装置。通过拟静力试验和数值模拟相结合的
氟喹诺酮类抗生素(FQs)是水环境中常见的难降解有机污染物,其污染水体的修复备受关注。基于硫酸根自由基的高级氧化工艺(SR-AOPs)被认为是处理FQs的一种良好策略。生物炭(Biochar,BC)具有较大的比表面积,且能够暴露大量的生物活性位点,拥有良好的生物催化特性,是活化过氧单硫酸盐(Peroxymonosulfate,PMS)的良好材料,但是生物炭基非均相催化剂回收困难。而磁性生物炭具有优
我国铁路桥梁中广泛采用重力式桥墩。铁路重力式桥墩由于截面尺寸大,仅布置护面钢筋,配筋率较低,导致其延性能力不足,抗震性能较差。本文针对低配筋的铁路重力式桥墩延性不足的问题,研究在墩身底部设置无粘结钢筋以提高桥墩延性的设计方法,探讨无粘结钢筋对桥墩延性性能的影响。研究结果可为地震区铁路混凝土重力式桥墩的合理设计提供参考。采用拟静力试验、理论分析及数值模拟方法开展研究。主要研究工作如下:(1)以墩高1
钻孔灌注桩的承载性质与施工方法密切相关,对于泥浆护壁钻孔灌注桩桩底沉渣及桩壁泥浆套层是造成钻孔灌注桩承载力缺损、桩顶沉降量过大的决定因素,同时也是造成钻孔灌注桩承载效益不高的重要原因。因此,由钻孔灌注桩与注浆技术相结合的桩工技术应运而生。该新桩型是指在灌注桩中预埋压浆管路,成桩后对桩侧或桩端土体进行高压注浆的处理工艺,因其工艺简单、效果可靠等优势,已被广泛应用于地基处理的相关大型工程中。然而,现如
北疆地区是丝绸之路经济带的重要组成部分,也是古丝绸之路的关键区域之一,区域生态环境脆弱,对气候变化高度敏感,丝绸之路兴衰与人类活动强度对气候变化的依赖性较高。深入研究该地区过去的气候、水文变化的规律和机制,有利于为历史时期丝绸之路兴衰提供气候环境背景。该地区过去已开展许多气候变化方面的研究,但低海拔绿洲地区仍缺少高分辨率的气候水文记录,山地与绿洲湖泊之间水文动力关联对比研究相对匮乏,该区域历史时期
斜拉索是斜拉桥的主要受力构件,由于受环境因素、材料特性、使用条件等原因产生损伤,往往使得其实际寿命远远低于斜拉桥的设计使用寿命。为探索斜拉索的损伤程度会对斜拉桥自身的力学性能产生多大的影响,按照1/80的缩尺比例制作了联塔斜拉桥的室内试验模型,并建立了斜拉桥的数值模型,对边跨、中跨不同位置的拉索单根断裂工况下斜拉桥静、动力学性能进行了试验研究,并将试验结果与数值分析结果进行对比验证。(1)单根拉索
蒙古西部阿尔泰地区主要受西风带的控制,由于复杂的地形和环流因素以及部分代用指标指示意义不够明确等原因,气候环境演化历史复杂,需要有更多定年可靠、指标意义明确的记录。而蒙古的沙漠和戈壁作为中东亚沙尘暴的主要沙源之一,研究该地区风沙活动历史对于深刻理解北半球粉尘堆积历史及其环流背景具有重要意义,但目前仍缺乏连续的风沙或粉尘活动的历史记录。论文利用蒙古西北部Tolbo湖岩芯(TB19-A,332 cm)