大西洋经向翻转环流的演变特征及其对北半球地表气温的热动力影响

近日，《中国科学：地球科学》中英文版发表了四川师范大学王欢博士和复旦大学左志燕教授的研究成果。该研究综合现代观测、历史代用资料和气候模式模拟，综述了大西洋经向翻转环流（AMOC）的过去、现在和未来的演变特征，以及AMOC对区域和半球尺度地表气温（SAT）的影响。

代用资料重建结果表明，AMOC从19世纪末开始减弱，20世纪整体减弱，但信度较低。直接观测结果显示，2004~2016年间AMOC减弱，但无法区分出其年代际变化和长期趋势。气候模式预测可知，若温室气体排放持续增加，AMOC未来将会减弱，但在2100年前不会出现突然的崩溃。

AMOC的热力作用表现为，强AMOC导致北大西洋海表面热通量释放和经向热输送增强，造成半球尺度SAT增加，千年尺度的气候冷（暖）期对应AMOC减弱（增强）。强AMOC的经向热输送能够影响北极增暖，并通过北极海冰和AMOC之间的互反馈作用影响区域SAT异常和极端SAT。在动力方面，强AMOC调制源自北大西洋沿北半球中高纬度地区传播的罗斯贝波活动，引起乌拉尔和西伯利亚地区的环流异常变率增加，对欧亚大陆中高纬地区极端冷、暖事件发生频率均有显著影响（图1）。此外，AMOC也可以通过对行星尺度环流的动力调整影响区域和全球地表气温异常。多年代际AMOC变率与大西洋多年代际振荡（AMO）也密切相关，AMO和AMOC正位相阶段，增强的北大西洋海表面热通量导致北半球的地表异常变暖，反之亦然。

未来高排放的情景下，淡水通量强迫使AMOC崩溃的可能性增大，但大多数先进的气候模式低估了AMOC的强度和对AMO的作用及其气候影响，这给未来理解和预测AMOC及其气候效应带来了重大挑战。

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中文版: 王欢, 左志燕, 张楷文, 步露蕾, 肖栋. 2023. 大西洋经向翻转环流的演变特征及其对北半球地表气温的热动力影响. 中国科学: 地球科学, 53(6): 1185–1215

英文版: Wang H, Zuo Z, Zhang K, Bu L, Xiao D. Evolution characteristics of the atlantic meridional overturning circulation and its thermodynamic and dynamic effects on surface air temperature in the northern hemisphere. Science China Earth Sciences, 66(6): 1185–1211, https://doi.org/10.1007/s11430-022-1102-y

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