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数值模拟作为一种古气候研究的手段在探讨气候变化机理方面发挥着重要的作用。本文利用两个不同的气候模式分别进行了改变地形高度和地球轨道参数的一系列数值模拟试验,根据这些数值试验的输出资料,系统地分析了日射、地表气温、海表温度、降水、径流、降雪、雪深、流场的变化,说明青藏高原隆升对青海一西藏及其邻近地区轨道尺度气候变率的变化具有重要的调制作用。现将本文所得主要结论归纳如下:
1、利用美国大气研究中心(NCAR)的公用气候系统模式(CCSM)进行了青藏地区在高、低地形条件下的岁差强迫试验,由此探讨了青藏地区轨道尺度气候变化对高原地形的依赖性。数值试验结果表明在同样的岁差强迫下,青藏地区与湿度相关的各种气候要素(如降水、地表径流、降雪和积雪深度)在高地形情况下的响应要比在低地形情况下的响应强烈得多。在一个岁差周期中当近日点的时间由现代的1月份变为7月份时(如距今约1万年前的全新世初期),会造成高原中南部及高原南侧夏季降水和径流显著增加,冬季高原西北部降雪增加,但高原中南部的冬季降雪却会明显减少。上述区域气候变化特征与岁差强迫下大气环流的改变密切相关。这些数值模拟结果也有助于理解该地区相关地质气候记录中青藏高原隆升过程对轨道尺度气候变率的调制作用。
2、利用一个快速的海洋-大气耦合模式(FOAM)在青藏地区高、低两种地形条件下进行了一组改变地球轨道参数(岁差和地轴倾角)的数值模拟试验,检查了亚洲季风区轨道尺度气候变率对青藏高原隆升的响应。试验结果表明:当因轨道参数变化引起北半球夏季日射增强(减弱)时,由北非至东亚的夏季风北界一带季风降水会显著增加(减少)。而且,在高地形情况下以降水为主要特征的亚洲季风对同样日射强迫的响应比在低地形情况下的响应要强烈得多。上述季风降水的变化与大气环流的改变密切相关。这些数值模拟结果为中国黄土记录的上新世期间东亚季风轨道尺度气候变率的显著增加提供了一种机制的理解。