科研进展

Research Progress

新生代太平洋沃克环流的演变和机理

Large shift of the Pacific Walker Circulation across the Cenozoic

[2020-07-14]


  【中文介绍】

   

   新生代以来(6500万年前至今),全球海陆分布和地形、气候都发生了显著变化:大气CO2浓度从>1000 ppm降低到工业革命前的~280 ppm;南、北极冰盖先后出现;在热带,~5000万年前海洋表面温度可能超过35ºC,随后逐渐降低;在东亚,季风主控型气候在~2500万年前开始出现。太平洋沃克环流,是因赤道太平洋地区东西向海表温度差异(赤道西太平洋表面偏暖,而赤道东太平洋表面偏冷),而产生的闭合纬向环流圈。过去6500万年中,随着海陆分布和CO2浓度的变化,沃克环流是如何变化的?现代沃克环流格局是怎样形成的?这些仍是没有解决的科学问题。


       通过开展了一系列全球耦合模式模拟试验,并结合代用资料,系统研究了过去6500万年中沃克环流的演变过程和驱动机制。结果表明:

     (1)约5000万年前,沃克环流的宽度较现代扩张38°(上升支向西扩张18°,下沉支向东扩张20°),强度增大约5%;

     (2)约5000到1000万年前,沃克环流宽度逐步收缩,强度增加,上升支的位置没有显著变化,但下沉支逐步西移;

     (3)约1000到300万年前,热带海道变窄或关闭导致热带海表面温度发生显著改变,沃克环流随之调整,其位置整体东移,强度显著减弱,类似于现代的沃克环流格局形成;

     (4)在构造尺度,板块运动决定了沃克环流的三维结构。但在相同的海陆分布条件下,大气CO2浓度升高可造成沃克环流平均强度减弱,指示未来变暖过程中沃克环流强度可能会逐渐减弱。

       该研究首次绘制了过去6500万年以来太平洋沃克环流的演变情景及机制,成果在线发表于《National Science Review》。



  【关键图表


                    

                                                                             

                              1. 新生代太平洋沃克环流演变过程



  【引用格式】  

        

        Qing Yan, Robert Korty, Zhongshi Zhang, Chris Brierley, Xiangyu Li, Huijun Wang (2020), Large shift of the Pacific Walker Circulation across the Cenozoic, National Science Review, nwaa101, https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa101



















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