新生代太平洋沃克環流的演變和機理

2020-11-26 騰訊網

新生代以來（6500萬年前至今），全球海陸分布和地形、氣候都發生了顯著變化：大氣CO2濃度從>1000 ppm降低到工業革命前的~280 ppm；南、北極冰蓋先後出現；在熱帶，~5000萬年前海洋表面溫度可能超過35 C，隨後逐漸降低；在東亞，季風主控型氣候在~2500萬年前開始出現。

太平洋沃克環流，是因赤道太平洋地區東西向海表溫度差異（赤道西太平洋表面偏暖，而赤道東太平洋表面偏冷），而產生的閉合緯向環流圈。過去6500萬年中，隨著海陸分布和CO2濃度的變化，沃克環流是如何變化的？現代沃克環流格局是怎樣形成的？這些仍是沒有解決的科學問題。

沃克環流示意圖

（https://www.asu.edu/courses/gph111/GenCirculation/111_GenCirculationOceans.html）

中國科學院大氣物理研究所燕青研究員、中國地質大學（武漢）張仲石教授、南京信息工程大學王會軍院士，與國內外學者合作，開展了一系列全球耦合模式模擬試驗，並結合代用資料，系統研究了過去6500萬年中沃克環流的演變過程和驅動機制。結果表明：

約5000萬年前，沃克環流的寬度較現代擴張38°（上升支向西擴張18°，下沉支向東擴張20°），強度增大約5%；

約5000到1000萬年前，沃克環流寬度逐步收縮，強度增加，上升支的位置沒有顯著變化，但下沉支逐步西移；

約1000到300萬年前，熱帶海道變窄或關閉導致熱帶海表面溫度發生顯著改變，沃克環流隨之調整，其位置整體東移，強度顯著減弱，類似於現代的沃克環流格局形成。

新生代太平洋沃克環流演變過程

該研究首次繪製了過去6500萬年以來太平洋沃克環流的演變情景及機制，並進一步揭示，在相同的海陸分布條件下，大氣CO2濃度升高造成沃克環流平均強度減弱，指示未來變暖過程中沃克環流強度可能會逐漸減弱。

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