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科研进展
Research Progress全新世中期沃克环流加强西移
[2018-02-26]【内容介绍】
目前为止，基于大量观测和数值模拟结果，学界对现在和未来热带太平洋沃克环流的长期变化趋势仍然存在较大争议。为了理解沃克环流在不同时间尺度上的变化机理，我们使用国际古气候模拟比较计划资料集中的29个气候模式试验数据，定量分析了热带太平洋沃克环流的强度和位置在全新世中期（6千年前）气候背景下的变化特征。基于纬向质量流函数，大部分模式模拟显示，该时期年平均沃克环流较工业化革命前期增强，平均增幅为5%；且其西边界和环流中心位置西移，平均分别移动4个和3个经度；上述变化与赤道印度洋和太平洋之间的东西向海平面气压差、赤道太平洋低层信风的增强紧密相关。季节变化上，热带太平洋沃克环流在北半球暖季增强、冷季减弱，且年变化主要由北半球暖季主导。进一步分析表明，在全新世中期轨道强迫下，北半球暖季地表不均匀增暖引起大尺度经向温度梯度和纬向海陆热力对比发生改变，从而亚洲和北非季风降水增加，进而导致热力驱动的行星尺度东西向环流增强，使得赤道西太平洋和印度洋低层出现东风异常，最终造成暖季太平洋沃克环流的加强和西移；北半球冷季则与之相反。因此，亚洲和北非热带关键区的季风降水以及相应的大尺度东西向环流变化对全新世中期热带太平洋沃克环流起关键作用，以往普遍认为的赤道太平洋纬向海表温度梯度变化则影响很弱。
【引用格式】
Zhiping Tian, Tim Li, and Dabang Jiang, 2018: Strengthening and westward shift of the tropical Pacific Walker circulation during the mid-Holocene: PMIP simulation results. Journal of Climate, 31(6), 2283–2298.
【全文链接】
https://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/JCLI-D-16-0744.1
【关键图表】
图1. 相对于工业化革命前期，29个模式集合平均模拟的赤道太平洋（5°S–5°N）全新世中期（a）年平均纬向质量流函数变化（填色和等值线；10^10 kg s−1）和（b）垂直积分的纬向质量流函数的逐月变化（10^14 kg2 m−2 s−1），打点区表示70%以上的模式与相应变化符号一致。（a）中箭头为22个模式集合平均模拟的垂直速度（ω × −50；Pa s−1）和纬向辐散风（m s−1）的合成。
图2. 相对于工业化革命前期，29个模式集合平均模拟的全新世中期北半球冷季（12−4月平均；左列）和暖季（6−10月平均；右列）（上）地表气温（°C）、（中）降水（mm day−1）、（下）海平面气压（填色；hPa）和850 hPa风场（箭头；m s−1）变化，打点区表示70%以上的模式与相应变化符号一致。
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