文摘

海洋温度和海洋热含量变化分析了基于四PMIP3模型结果相对于史前的跑在最后的冰河时代。海洋冷却主要发生在上1000米深度和不同空间在热带和温带地区。大西洋的经历比海洋盆地的其他部分更大的冷却。海洋冷却密切相关的经向翻转环流的弱化和增强入侵南极底层水进入北大西洋。

1。介绍

冷却在上次冰川最大一直得到广泛的研究地质和数值(例如,1- - - - - -5])代理数据和数值模拟都是用来探索气候敏感性和机制。古气候建模相互比对项目(PMIP2)提出了大规模的特性(例如,6])。然而,冷却的空间格局,期间几乎没有研究。在本文中,我们使用新发布的数据研究冷却模式PMIP3在上次冰川最大值。

2。方法

我们分析潜在海洋温度异常、海洋热含量(OHC)变化,和经向翻转质量流函数可用PMIP3 IPSL-CM5A-LR模型,基于四个MIROC-ESM MPI-ESM-P, MRI-CGCM3为止(http://cmip-pcmdi.llnl.gov/cmip5/),它遵循PMIP3 21 ka实验设计(表1;http://pmip3.lsce.ipsl.fr/)和过去50年之间做个比较高强)实验的最后的冰河时代相对于基期过去50年的工业化前的控制运行。

我们计算出温度异常,经向翻转质量流函数异常,和海洋热含量变化的每个模型regridding温度数据到一个共同的网格。

3所示。结果

3.1。地理分布

海洋冷却(图显示了明显的空间变化1),从水平和垂直方向上。北半球展品IPSL-CM5A-LR冷却比南半球,MIROC-ESM, MPI-ESM-P除了MRI-CGCM3强冷却在南大洋揭示一个明显的南北不对称。

在表面的数字1(一)和1 (b)),重大海洋冷却(<−5°C)发生在北太平洋和北大西洋的前三个模型。所有这三个模型显示的最大冷却周围的北太平洋地区40°N和北欧海域。但是,MRI-CGCM3演示了一个显著的冷却约60°S在南大洋。格陵兰岛南部的注意,甚至显示模型稍微变暖在浅水区。

在地下500米层(图1 (c))冷却在太平洋大约40°N和北大西洋仍然保持表面冷却模式。然而,南大西洋IPSL演示了最强大的冷却,MIROC,磁共振成像模型。强大的冷却在印度南部海洋也在核磁共振成像模型。

1000 - 2000米之间的水体经历温和冷却−2°C(数字1 (d),1 (e)和1 (f))。所有的四个模型显示,墨西哥湾流以北地区和南大西洋的经验比其他地区更重要的冷却。南大洋大约40°S也更大数量的冷却。的注意的是,北大西洋的东部边界显示丝毫冷却甚至变暖在MPI模型。

四个模型不同显著低于2000米(数字1 (f)和1 (g))。IPSL模型只显示一个冷却大片−1.0°C的最大冷却−2.5°C的格陵兰岛南部的南大洋显示仅仅是轻微的冷却。但是,其他三个MIROC模型,MPI, MRI显示更强的冷却大于−2°C。MIROC显示最强的冷却在南大洋。但是,MRI显示强大的冷却在印度和南部海洋。

3.2。纬度的横截面和深度变化

图2显示,大型冷却发生在上1000米。之间的温带和热带地区40°S-40°N是地下冷却。北方高纬度以北40°N经历最大表面冷却。注意,深的北冰洋经历MIROC最大的冷却和MRI而IPSL和MPI只显示仅仅是一个地下冷却。

海洋盆地的行为不同。冷却在大西洋(图2 (b))渗透到3000米,中间有一个引人注目的是地下冷却中心20°年代和20°N。40°- 70°N显示表面冷却。

大西洋和北冰洋相比,太平洋和印度展示浅冷却。所有的四个模型显示最大冷却大约40°N。然而,冷却只穿透600年IPSL和MPI,但是其他两个模型有一个更深的穿透深度。

温度异常在不同的海洋盆地概要文件表明,最大的表面冷却发生在北大西洋(图3)。IPSL和MRI显示全球平均冷却−2.5°C同时MIROC和MPI的冷却−2°C。北和南大西洋IPSL MIROC显示了类似的模式和最多400−−5°C 500米。北极冷却也有类似的模式四种模式中最酷的区位于深海。另一个盆地都表现出快速地下冷却上层海洋的变化。

3.3。海洋热含量

海洋热含量(OHC)变化揭示了集成冷却。图4揭示了OHC变化的四个模型。IPSL模型显示大多数冷却发生在大西洋、太平洋和印度部分地区。但MIROC, MPI和磁共振成像模型展示一个更显著的冷却在太平洋和印度。图5列出了平均和总OHC变化。北太平洋和南大洋平均OHC的强烈变化。

超过一半的OHC变化发生超过2000米。像在海洋温度变化,OHC变化也主要发生在上层海洋2000(表2)。在全球范围内,上2000占73%,61%,54%,56%,IPSL, MIROC, MPI,分别和核磁共振。

OHC变化有其个人特征在五大洋盆地。大西洋OHC变化,北极和印度四个模型几乎是相同的,但不同的北太平洋和南部海洋,也影响到总OHC变化(图5 (b))。它被注意,2000 OHC改变所有的四个模型是相似的,因此,OHC变化差异在太平洋和南大洋深海。

4所示。讨论

不幸的是,并不是所有PMIP3模型输出海洋经向翻转质量流函数。在四个模型的结果公布,只有MPI和MRI有经向翻转变量。经向翻转环流(MOC)通常变化对气候变化的响应。这里我们探索之间的联系商务部变化和全球规模和区域范围内温度异常。在最后的冰河时代

先前的研究显示,在最后冰川最大冷却与经向翻转环流密切相关(商务部)7- - - - - -9]。他们模拟更浅,较弱的北大西洋深层水南极底层水的循环和一个增强的入侵(AABW)进入北大西洋10]。Ganopolski和拉姆斯托夫8)提出了一种冷模式商务部解释在上次冰川最大冷却机制。

全球规模上2000目击者疲软趋势商务部虽然大小不同的两个模型(图6(一))。MPI提供了一个负面的商务部异常而MRI仅显示了商务部的轻微下降比工业化前的运行。在我们可以观察到增强AABM一部分。两种模型展览的弱化大西洋经向翻转环流(图6 (b))。数据1和2有不同的温度分布对MPI和核磁共振。冷却上太平洋和印度洋模拟通过MPI并不如冷却核磁共振,加强商务部密切相关的变化在MPI上层海洋而MRI上半部分显示了疲软商务部变化。

根据商务部变化和温度异常在这两个模型中,我们可以看到,商务部在海洋上的弱化与上层冷却和增强密切相关的AABW深部分与冷却在深海相关联。

5。摘要

虽然在冷却级四个模型不同,我们看到,在最后冰川最大冷却从水平和垂直方向上不同。冷却主要发生在40°之间年代和40°N上1000米。超过一半的OHC变化发生在上2000米。

所有的四个模型都在海洋盆地的协议,除了北极,表面特点是地下冷却。冷却在大西洋和北冰洋比太平洋和印度的更深。大西洋经历最大的冷却在上次冰川最大。海洋冷却在上次冰川最大商务部变化密切相关。

确认

我们承认建模组,气候模型诊断和相互比较的程序(PCMDI)和塑膜耦合建模的工作小组(WGCM)他们的角色在提供塑CMIP5 multimodel数据集。支持这个数据集提供了科学的办公室,美国能源部。