為什麼氣候變化會影響大洋溫鹽環流?

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本身了解的也不多,不自量力的過來聊一點,希望能引起更多人對於這一問題的關注。熱鹽環流是研究氣候變化的最核心問題,也是解釋氣候變化的最核心機制之一。

氣球系統,特別是其中的大氣-海洋子系統是耦合的圈層系統,因此氣候變化與熱鹽環流(THC,Thermalhaline Circulation)的影響是相互的,很難簡單地說是誰影響了誰,目前熱鹽環流的機制以及和氣候的關係還在研究之中。簡單談一下了解的幾點:

1、目前,氣候變化的大牛們對於現代和古代氣候變化的解釋、未來氣候的預測都是基於熱鹽環流的(nature,science上氣候變化文章),熱鹽環流的寒-暖流翻轉過度變化的過程尚不完全清楚,其緯度範圍和深度範圍的變化對氣候的影響十分顯著。

2、有一些被主流所接受的假設如末次冰消期,氣候變暖引起的冰川消融,大量冰川融水流入海洋中,加強溫帶寒流強度,改變了熱鹽環流中間環節的範圍。

3、熱鹽環流是一個非常宏觀的環流系統,關係到整個水圈(海洋洋流系統)、大氣圈(水汽循環)、生物圈(海洋生物分布和食物營養來源)、岩石圈(沉積循環-鹽分循環),以及地球的物質(鹽分與營養物質)和能量循環(熱量移動),是整個地球系統的命脈之所在。熱鹽循環成為耦合各大圈層的關鍵節點,成為地球科學研究的最核心問題之一。

大家有興趣的話推薦幾本書看一看:

1、Ocean Circulation——Wind Thermalhaline Processes/中文版:大洋環流-風生與熱鹽過程(想看一直沒買,英文版太貴,建議下電子版)黃瑞新(作) 樂肯堂(譯)史久新(譯),這本書對熱鹽環流解釋的非常好,適合大家去了解

2、(Tropical Ocean Atomosphere interaction)熱帶海洋-大氣的相互作用 劉秦玉、謝尚平、鄭小童

3、大洋傳送帶:發現氣候突變觸發器 沃利·布洛克


是氣候變化影響了洋流系統,還是洋流系統驅動氣候變化,至今沒有定論


以大西洋為例

假設大西洋收到某種擾動,環流加快,促使溫暖的海水北上,融化了極地的海冰,稀釋了海水的鹽度,導致海水密度降低,然後海水下沉的能力降低,從而削弱了深海溫鹽環流的形成,這樣又會使大西洋環流減慢,減慢的大西洋環流則會輸送較少的暖水去極地,導致更多極地海冰的形成,海水結冰會使鹽分從海水中析出,從而加大海水的鹽度,則導緻密度加大,使得深海溫鹽環流加劇,從而加速大西洋環流

是的,你沒有看錯,這就又回到了最開始的假設

這就是大西洋年代際的振蕩,一個循環,可以一定程度上解釋氣候變化對大洋環流的影響


這個問題有點大,完全可以寫一本改變各大高校教材的書了。至今科學界也沒有搞清楚到底是溫鹽環流和氣候誰雞誰蛋的問題,但是目前研究的重點似乎放北大西洋經向翻轉流的驅動力模式上,即所謂的北半球冰量的變化驅動了北大西洋經向翻轉流,主流觀點是北半球的冰川消融,淡水進入北大西洋使得北大西洋經向翻轉流停滯……《Abrupt glacial climate shifts controlled by ice

sheet changes》裡面說細微的冰川變化即可以驅動北大西洋經向翻轉流模式的轉換,那麼問題來了,北半球冰量的變化的驅動機制又是什麼?——答案是不知道。

回到樓主的問題,溫鹽環流是氣候變化影響的嗎?準確地講目前認為是北半球冰量影響的,如何影響的呢?假設加拿大的一個大湖決堤了,湖水大量進入北大西洋,北大西洋表面的洋流就不下沉了,不下沉了的後果就是北大西洋經向翻轉流環流停了,北大西洋溫鹽環流也就停了,然後全球大洋是聯通的,除了表面洋流,還有深層洋流,彼此是連在一起的(即所謂的全球溫鹽環流),然後全球溫鹽環流可能跟著就亂了,然後就影響到全球氣候……

大概的過程就是這樣吧,裡面涉及到的大部分環節目前的機制都不明確,能講明白的文章都是nature、science級別的文章,當然很多這個級別的文章也沒講清楚,囧

我知道我也沒講清楚,甚至是在瞎扯,主要是因為裡面的機制確實很複雜,看的不是很明白


班門弄斧啦。氣候變化是一多大尺度的問題,無論是時間還是空間。從時間來說,annual啦,decadal啦,multidecadal啦,不同尺度都有不同的解釋。就好比說工業革命以來全球變暖這段時間,疊加上了氣候的自然變率,就讓本身海洋對全球變暖的響應變得複雜了許多。 就一個問題來看:在短的時間尺度,空間尺度限於赤道太平洋,變化一般考慮的是enso動力學,其他海域我不太清楚,至於長一點的時間尺度,如大家所講,經向反轉環流就是要考慮的一個重要方面啦........


熱鹽環流是全球海洋熱量的輸送帶。如果全球持續變暖,極端情況下,將導致北極附近冰山融化,使得北大西洋鹽度降低,高緯海水密度減小以至於無法下沉,那麼南方的海水也就不能北上,使得灣流乃至全球熱鹽環流中斷,低緯停止向高緯輸送熱量。


這個主要應該是大洋變化影響氣候變化吧。

大洋環流相對有規律而且穩定,但是運行機理和模式還有些不明。

而氣候變化這個問題,樓主想探究的是時間尺度(百萬年、千年、幾十年)和空間尺度(局部、全球)是怎麼樣的。

嗯,,,正如樓上所說,問題太大,能力有限,睡覺了


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