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科研动态
科研进展
Science子刊刊发海洋试点国家实验室国际高分辨率地球系统预测实验室最新研究成果
来源:国际事务部     通讯员:刘雄沛     2021-10-25 14:19:48
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近日,国际顶级学术期刊Science(科学)子刊Science Advances(科学进展)在线发表了题为“An outsized role for the Labrador Sea in the multidecadal variability of the Atlantic overturning circulation(拉布拉多海在大西洋翻转流年代际变率上的重要作用)”的最新研究成果。该项成果由海洋试点国家实验室国际高分辨率地球系统预测实验室(以下简称“iHESP”)管理委员会成员Stephen Yeager研究员为第一作者兼通讯作者,海洋试点国家实验室主任委员会主任吴立新院士、中国海洋大学张绍晴教授、iHESP主任张平教授、管理委员会成员Gokhan Danabasoglu研究员、中国海洋大学王宏博士等论文共同作者科研团队合作完成。该成果利用海洋试点国家实验室运行完成的500年全球高分辨率工业前控制实验(PI CTRL)数据,分析了拉布拉多海对北大西洋翻转流(AMOC)在低频变率上(年代际以上时间尺度)的作用,阐明了北大西洋副极地海洋环流中东部和西部水团转换的相对贡献,并表明了虽然拉布拉多海并非是驱动AMOC环流的北大西洋底层水转换机制的主要贡献者,但拉布拉多海表层的水团通量是引起AMOC低频变率的关键动力机制,并且随着时间尺度增加,在AMOC的动力学驱动机制中的作用也会越发显著。

该研究协调了近年来AMOC观测研究和模式研究的理论冲突。近年来,AMOC观测数据分析认为拉布拉多海对于AMOC的驱动作用有限;但模式研究一直强调低纬度AMOC环流强度与拉布拉多海水团有关。该研究用500年的高分辨率模式实验数据分析发现,高分变率模式能够模拟出暖水团和冷水团的转换关键区,其位于北大西洋副极地海洋环流的东侧,并且峰值转换率约为16 sverdrups,这与北大西洋翻转流观测计划数据一致,证明高分辨率模式模拟的可靠性。而观测数据由于周期较短(12个月),模式数据与观测数据在短周期内能够彼此验证,从而模式数据能够进一步提供AMOC长期变化下的特征,即通过诊断分析,证明了拉布拉多海主要是在长时间尺度上对AMOC的低频变率起主要贡献作用。

该研究对于推动AMOC机理的深入了解,加强模式对于AMOC环流的模拟机制深入研究及数值方案改进,都具有十分重要的意义。由于AMOC是影响地球气候系统中尤为关键的环流系统,提高对AMOC的预报精度,能够大幅度改善地球气候系统的预测预报能力。


三月份气候态北大西洋深对流和AMOC分布图


iHESP开发的新模型和仿真技术等研究成果将大大提高针对不同时间尺度的天气和气候极端事件预测能力,对于降低此类事件给社会和生态系统带来的风险具有重大意义,也为制定防灾减灾长效规划提供了数据支撑。该成果对全球气候变化研究和人类社会发展将产生深远而持久的影响。

iHESP所取得的科研突破是中美两国科学家协同攻关、不断创新结出的硕果,也是国际海洋科研力量优势互补、强强联合的成果。通过开展国际交流合作,极大地促进了优势科研资源共享,提升了前沿科技成果的产出。此外,中心科学家将研究成果面向全球开放共享,也为全人类共同应对气候变化,推动世界科技发展和人类文明进步,构建人类命运共同体贡献了智慧与力量。此项成果是海洋试点国家实验室在全球海洋环流与气候变化研究领域取得的重要进展,进一步彰显了海洋试点国家实验室在该领域的国际前沿地位,也突显了海洋试点国家实验室为推动国际合作,构建海洋命运共同体做出的不懈努力。

原文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abh3592


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