第七届青年地学论坛

专题11.3 季节内至年代际气候变异
                                                                                         北大西洋年代际变率的模拟差异及成因分析
                                                                                                                      程军¹ ，张近童²

1. 中国科学院 地球化学研究所 矿床地球化学国家重点实验室，贵阳 550081； 2.南京信息工程大学 大气科学学院

          气候要素具有年代际变化，其主要受大西洋多年代际振荡(AMO)和太平洋年代际振荡(PDO)年代际主导变化模态影响（Gu和Adler, 2015）。且AMO对PDO有贡献（Zhang和Delworth 2007）。AMO年代际变率和大西洋经向翻转环流（AMOC）显著相关，AMO的年代际变率来源与AMOC相关，这也是AMO形成机制的通常解释之一（Gray等, 1997;Knight 等, 2005）。因此我们现阶段主要研究AMO。由于目前观测资料不足，严重限制对气候年代际变率特征的甄别和研究，因而对于年代际变率的研究更多采用模式模拟。但模式模拟的AMO变幅和周期结果差异巨大（Liping Zhang 等,2013)。在模式发展过程中，我们关注的科学问题：模式代际之间对于AMO的模拟差异是否缩小，模拟是否改进？原因是什么？
        功率谱分析AMO周期及幅度，结果显示耦合模式对AMO的模拟存在巨大差异，采用离散度的方法分析AMO周期及幅度在模式代际间的对比，模式发展过程中对AMO的模拟能力无显著改进，用离散度分析AMOC周期和振幅，也得到了同样的结论。由于模式模拟AMO和AMOC关系的差异性，采用A指数的方法得到AMO和AMOC的共振周期，分析二者关系较为密切的情况，则AMOC是AMO模拟误差来源的主要途径。通过联系AMOC与海洋Rossby波的物理关系（Sevellec和Federov, 2012），引用（Chelton 等，1998)的方法计算Rossby波跨海盆时间尺度，将其与模式模拟的AMOC周期作对比，对于该过程，采用超前滞后回归的方法分析Rossby波的传播源，结果表明海洋Rossby波赋予AMOC周期，揭示AMOC的模拟误差来源是Rossby波。用模式模拟的温度和盐度与观测数据对比，模式代际间模拟无显著改进，研究得到结论：大西洋次表层温、盐的大幅度模拟偏差通过对Rossby波模拟的扭曲，导致了AMOC及AMO模拟周期及幅度的偏差。温度和盐度模拟误差的消除是提高模式模拟年代际变率的重要途径。此次研究开展将有助于加深认识AMO和AMOC与Rossby波的物理关系及影响机制。
                        
基金项目：国家自然科学基金      （批准号：41776017 )
第一作者简介: 程军（出生年份—1980），男，副教授，研究方向：气候年代际变率的动力学机制、季风动力学、季风演变及其生态环境影响、古气候模拟         
E-mail：001414@nuist.edu.cn
 

年代际，模拟差异