洋际交换及其在全球大洋环流中的作用：MOM4p1积分1400年的结果

利用非Boussinesq近似下MOM4p1的全球大洋环流预后模式,采用真实地形,以静止状态为初始条件,进行了1 400a积分,以研究平衡状态下大洋环流的结构。模式由月平均气候态强迫场驱动,包括192×189个水平网格和压力坐标下的31个垂直层次。着重研究达到平衡状态后,各洋际通道处的质量、热量输运和补偿及其在全球大洋环流中的作用。根据动能演变特征表明,积分过程分为3个阶段:风海流的成长及准稳定状态;热盐环流的成长过程以及热盐环流的稳定状态;由静止状态冷启动达到热盐环流的稳定状态,积分过程必须在千年以上。模式结果再现了从白令海峡到格陵兰海的北冰洋贯穿流和印度尼西亚贯穿流,并用已有观测资料对它们进行对比。分析表明,海面的倾斜结构是形成太平洋-北冰洋-大西洋贯穿流和印尼贯穿流的主要动力机制。分析指出,尽管在北大西洋存在1.4×106 m3/s的南向体积输运,但其热量输运却是北向的并达到1015 W量级,其原因是北向的上层海流温度远高于北大西洋深层水向南的回流。文章分析了经向体积和热量输运对北大西洋深层水补偿来源及大西洋经向翻转环流的贡献。模拟所得洋际交换的量值可以由经向补偿予以合理解释,并得到以往实测与数模结果的支持。洋际通道处的体积和热量交换突出体现了其在大洋传送带系统中的枢纽作用。

热带太平洋—印度洋洋际交换及其气候效应的观测研究

热带太平洋—印度洋洋际交换(简称洋际交换)主要通过太平洋—印度洋贯穿流实现,包括印尼贯穿流,不仅是印太洋盆间重要的质量、动量和能量通道,也是太平洋和印度洋之间气候异常信号传播的“海洋信号通道”,还是大西洋深层水体进行表层补偿从而使大洋传送带闭合的关键环节,因此在全球海洋和气候系统中占有重要地位。国内外对洋际交换海域环流和气候的研究极其重视,自20世纪90年代以来,来自不同国家的学者开始开展观测研究。我国学者2007年起在洋际交换的主要海峡通道、源区及出流海域开展现场观测,成为国际上洋际交换观测的主要力量。以国内外学者基于这些观测资料取得的科学认识为主线,围绕洋际交换的多尺度变化、跨尺度和跨海盆相互作用,以及对太平洋和印度洋主要气候模态的调制作用4个方面,对其研究现状、主要进展以及亟待解决的关键科学问题进行梳理,同时,对未来5~10年的攻关重点与目标进行了展望。