北大西洋深層水課件

IAP/LASG，中國科學(xué)院4Jan2008《大洋環(huán)流和海氣相互作用的數(shù)值模擬》周天軍E-mail:zhoutj@第十講大洋熱鹽環(huán)流http:///staff/ztj/index_c.htm全球增暖：難以忽視的真相BBC：全球變暖大騙局？電影《后天》劇照明天之后：冰冷的世界政府間氣候變化科學(xué)委員會(huì)（IPCC）

科學(xué)評(píng)估報(bào)告戈?duì)柡虸PCC共獲2007年度諾貝爾和平獎(jiǎng)Pachauri《后天》引發(fā)的科學(xué)疑問什么是大洋熱鹽環(huán)流？熱鹽環(huán)流在氣候系統(tǒng)中的作用如何？過去：地球氣候記錄中的熱鹽環(huán)流檔案《后天》中所描述的情景過去發(fā)生過嗎?現(xiàn)在：今天的熱鹽環(huán)流監(jiān)測將來：全球變暖對(duì)熱鹽環(huán)流有何影響？熱鹽環(huán)流基礎(chǔ)知識(shí)熱鹽環(huán)流的氣候作用熱鹽環(huán)流的數(shù)值模擬主要內(nèi)容利用耦合模式開展氣候變率研究的范例Broecker,1991？熱鹽環(huán)流基礎(chǔ)知識(shí)

大洋水團(tuán)的區(qū)分和深層水團(tuán)的形成大西洋與太平洋深層洋流的區(qū)別熱鹽環(huán)流與大洋環(huán)流輸送帶－Watermass:abodyofwaterwithacommonformationhistory

(Tomczak&Godfrey);

－源地和形成機(jī)制相近，具有相對(duì)均勻的物理、化學(xué)和生物特征及大體一致的變化趨勢，而與周圍海水存在明顯差異的宏大水體（中國大百科全書，海洋卷）－Surfacewater:0-200m

Centralwater:

tothebottomofmainthermocline

Intermediatewater:

to1500m

Deepwater:

waterbelowintermediatewaterbutnotincontactwiththebottom,toadepthof

about4000m

Bottomwater:

waterincontactwiththeseabed大洋水團(tuán)的區(qū)分和深層水團(tuán)的形成－南極底層水

AABW

(AantarcticBottomWater)

－北大西洋深層水

NADW

(NorthAtlanticDeepWater)－南極中層水

AAIW(AAIW:AntarcticIntermediateWater)

大洋主要水團(tuán)的分布大洋地形與洋中脊分布大洋主要水團(tuán)的源地(Englandetal.2004)海洋中的深對(duì)流只發(fā)生少數(shù)邊緣海

T-S分布:區(qū)分水團(tuán)的有效手段(Tomczak&Godfrey,2001)南半球三大洋T-S分布之比較A:AtlanticOcean(41°S)I:IndianOcean(32°S,70°E)P:PacificOcean(43°S,120°W)NADW:高鹽IDW:

NADWadvectedintoIndOCNPDW:MixingofAABW,NADW,AAIW(Tomczak&Godfrey,2001)T－STemperatureSalinityDiagrams

atthesurfaceT－STemperatureSalinityat150meterwaterdepthT－STemperatureSalinityat500meterwaterdepthT－STemperatureSalinityat1000meterwaterdepthT－STemperatureSalinityat3000meterwaterdepth太平洋底層、深層水團(tuán)大洋深層水團(tuán)的年齡Broecker,1985（痕量同位素示蹤技術(shù)）

太平洋鹽度和含氧量分布FromCraigetal.(1981).最年老的水團(tuán)：1000yrsAABW大西洋底層、深層水團(tuán)大西洋水團(tuán)分布小結(jié)：熱鹽環(huán)流基礎(chǔ)知識(shí)

－大洋水團(tuán)的區(qū)分和深層水團(tuán)的形成溫度和鹽度分布，是區(qū)分大洋特定水團(tuán)特征的主要物理指標(biāo)大西洋、太平洋、印度洋的水團(tuán)溫鹽特征不同全球大洋最為重要的兩個(gè)水團(tuán)是北大西洋深層水（NADW)和南極底層水（AABW)大西洋與太平洋深層洋流有別北太平洋高緯海域沒有深層水形成研究熱鹽環(huán)流，為何重點(diǎn)關(guān)注大西洋？北太平洋為何沒有深層水團(tuán)形成？年平均淡水通量E-P（cm/a)（周天軍，張學(xué)洪等，1999）北太平洋表層比北大西洋要淡得多，T-S曲線已經(jīng)說明這一點(diǎn);原因在于水汽收支？大洋表層鹽度（psu)AfterLevitus水通量收支盈余、虧損有別是太平洋、大西洋環(huán)流有別的重要原因之一三大洋水汽收支的定量估計(jì)(Zhouetal.1999)熱鹽環(huán)流基礎(chǔ)知識(shí)

－大西洋與太平洋深層洋流的區(qū)別研究熱鹽環(huán)流，重點(diǎn)關(guān)注北大西洋北大西洋的水齡，比北太平洋要年輕得多北太平洋深層水主要是高齡水水份收支有別，使得北大西洋高緯比北太平洋要咸得多，表層海水密度大，有利于表層水下沉、發(fā)生對(duì)流，和深層的交換增強(qiáng)熱鹽環(huán)流和大洋環(huán)流輸送帶熱鹽環(huán)流的定義來自海表的風(fēng)應(yīng)力、熱通量和淡水通量強(qiáng)迫是大洋環(huán)流形成的根本原因。受海面風(fēng)的應(yīng)力作用產(chǎn)生的海流，稱作風(fēng)生流；由于海面受熱冷卻不均、蒸發(fā)降水不勻所產(chǎn)生的溫度和鹽度變化，導(dǎo)致密度分布不均勻形成的熱力學(xué)海流，因?yàn)楹Ｋ拿芏戎饕蓽囟群望}度決定，所以這種由密度梯度驅(qū)動(dòng)的深層洋流，被稱為“溫鹽流”（或熱鹽流）。風(fēng)生流和溫鹽流的作用區(qū)域有所區(qū)別，前者限于大洋的上層和中層，即在密度躍層以上，后者則主要集中在大洋深層。全球大洋10%的水體受風(fēng)生流影響，90%的水體受熱鹽流影響。

T.Garrison《Oceanography》

（Schmitz,1995）兩層熱鹽環(huán)流輸送帶示意圖站在南極大陸鳥瞰大洋環(huán)流熱鹽環(huán)流是大洋環(huán)流輸送帶的重要組成部分實(shí)際大洋中風(fēng)生流和熱鹽流沒有嚴(yán)格界限（thedensitygradientaresetupprimarilybythewind).關(guān)于熱鹽環(huán)流的研究，重點(diǎn)是大西洋熱鹽環(huán)流，又稱“大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流”關(guān)于熱鹽環(huán)流的幾點(diǎn)共識(shí)大西洋經(jīng)圈環(huán)流

(熱鹽環(huán)流THC)

AtlanticMeridionalOverturningCirculationTheflowintegratedzonallyintheAtlanticocean;NADWAABWTheGulfStreamdominatesthemassfluxintheupperoceanandisclearlypartoftheMOC.Wunsch(2002)如何度量熱鹽環(huán)流的強(qiáng)度？經(jīng)圈‘翻轉(zhuǎn)’流函數(shù)L30T63模擬的全球和大西洋緯向積分經(jīng)圈流函數(shù)AABWNADW(Jinetal,1999)全球大洋緯向平均溫度L30T63觀測結(jié)果(Jinetal,1999)第一節(jié)