南大洋

全球海洋通过储存和运输大量的热量、水分和二氧化碳来影响地球的气候。raybet雷竞技最新每年有大量的碳在生物圈(森林、草地和海洋浮游生物)、大气和海洋中循环。海洋是最大的活跃碳库，含碳量是大气的50倍。目前人类活动释放到大气中的60至70亿吨碳中，约有30亿吨仍留在大气中，10至30亿吨被海洋吸收，陆地生物圈似乎吸收了多达20亿吨。

海洋学家通常把环绕南极大陆的海洋区域称为南大洋。南大洋的北部边界没有很好地定义，但它大致与一个广泛的过渡区相吻合，该过渡区位于南纬40度至45度之间，是温暖的、含盐的亚热带表层水和更冷、更新鲜的亚南极水域，称为副热带锋。根据这个定义，南大洋包围的表面积约为2970万平方英尺。米(7,700万平方英尺;公里)，占全球表层海洋的22%。其独特的地理位置使其成为全球气候的重要参与者。raybet雷竞技最新

南大洋是唯一不受陆地板块阻碍的环绕地球的海洋。它是世界上最大的世界洋流:蚂蚁北极环流(ACC)。ACC的储量在1.35亿至1.45亿立方米之间。每秒钟从西向东，沿着环绕南极洲的12,427英里(20,000公里)的路径，在全球运输的水比世界上所有河流的总流量多150倍。通过连接大西洋、太平洋和印度洋，ACC重新分配了地球周围的热量，因此对全球气候产生了强大的影响。raybet雷竞技最新

靠近南极大陆的南大洋是寒冷、致密水的来源，是世界海洋大规模环流的重要驱动力。冬天海洋的冷却和海冰的形成增加了水的密度，水从海面下沉到深海。这种冰冷、高盐度的水包括南极底水而且南极中水．南极底水起源于南极洲附近的大陆架，从大陆架溢出，缓慢向北移动，与其他水团下面的海底相拥抱，最远移动到北大西洋和北太平洋。南极中间水含盐量较低，在更北的地方形成，当寒冷的表层水下沉到更温暖的亚南极水域南极辐合带在南纬55度左右，这些运动一起形成了一个复杂的、三维的洋流模式，延伸到全球各地，被称为温盐环流，或“温盐环流”。伟大的海洋输送机。”热盐环流通过在全球范围内有效地输送热量和控制海洋中溶解的无机碳的储存量，对气候具有关键影响。raybet雷竞技最新

在海面上，海水在冷却的同时与大气交换氧气和二氧化碳等气体。因此，下沉的水有效地将温度变化、淡水和溶解气体转移到海平面以下2.5至3英里(4至5公里)的深海;在碳封存方面，这被称为溶解度泵。生物过程也在表层发挥作用，其中单细胞海洋浮游植物的光合作用可以将二氧化碳隔离在地表水中，并通过沉淀过程将这些有机碳转移到更深的水域——所谓的生物泵。

南大洋被认为是一个溶解营养物含量很高的区域，但其年净初级生产量却偏低，因此生物泵的运转似乎远低于其最大容量。近年来一个有趣的想法是，如果向海洋中添加铁(一种必需的微量营养素)以促进海洋浮游植物的生长，从而刺激生物泵，就有可能隔离更多的大气碳。总体效果将是降低地表水中溶解二氧化碳的浓度，使更多大气中的二氧化碳溶解到海洋中。

了解全球环流和地表水渗透到深海的条件对于科学家估计气候变化的时间和程度至关重要。raybet雷竞技最新此时，南大洋被认为是一个净碳汇大气中的二氧化碳;然而，碳汇的规模具有很高的不确定性，年平均估计在5亿吨至25亿吨之间。南大洋碳汇环间变化的程度，以及它未来对气候变化的可能反应，仍然知之甚少。raybet雷竞技最新然而，气候模式预测raybet雷竞技最新表明，随着地球变暖，南大洋翻转环流将减缓。翻转环流速率的降低将导致南大洋吸收二氧化碳的速率的降低，这是一个正反馈，往往会增加气候变化的速率。raybet雷竞技最新

南大洋海冰的存在是导致南大洋在气候中扮演重要角色的另一个因素。raybet雷竞技最新海冰形成是地球上最大的单一季节现象，面积约770万平方英尺。米(2000万平方公里)冰的形成每年，有效地翻倍南极洲面积．这对区域和全球气候进程都有深远影响。raybet雷竞技最新由于海冰的高反照率，它将太阳的热量反射回太空，加剧了寒冷。然而，它也可以作为一个毯子，防止热量从海洋流失到大气。它每年的形成向上层海洋注入盐，使水的密度更大，使它下沉，成为海洋的一部分深循环．随着海洋温度因全球变暖而升高，海冰的数量预计将减少;这已经在北冰洋被观察到。由此导致的行星反照率的下降将成为一个正反馈，增加地球吸收太阳能量的量，并倾向于进一步加快气候变化的速度。raybet雷竞技最新

另见:反照率;南极绕极流;北冰洋;碳循环;raybet雷竞技最新气候模型;浮游植物;海冰;温盐环流。

参考书目。Sayed Z. El-Sayed，《南大洋生态学:生物质视角》(剑桥大学出版社，1994);凯特·a·弗隆和凯特·a·康利，《南大洋》(ABDO出版公司，2003年);乔治·a·诺克斯，南大洋生物学，第二版(CRC, 2006);A.T. Ramsey, J.G. Baldauf主编。《南大洋生物年代学的再评价》(地质学会出版社，1999)。

Al Gabric Griffith大学

南方振荡

20世纪20年代，英国气象学家吉尔伯特·t·沃克爵士首次对南方涛动进行了广泛描述，南方涛动指的是赤道太平洋地区的周期性质量交换，记录在东太平洋和西太平洋之间的海平面压力波动中。在热带太平洋的正常情况下，东(西)太平洋普遍存在表面高(低)压，与偏东信风控制地面风海洋流．

这种压力模式，也称为沃克循环，倾向于支持澳大利亚东部附近上升的气流运动和对流降水，以及秘鲁北部沿海附近的下沉气流运动和干燥条件。每隔2 - 7年，由于赤道太平洋气压在西部上升，在东部下降，这种广义的大气表面压力模式减弱。压力场的这种变化大大削弱了信风，并促进了温暖的地表水穿过热带太平洋向东移动。与此相关的东太平洋异常变暖被称为厄尔Niño。由于压力逆转和相关的海洋温度波动通常是同时发生的，热带太平洋和大气之间的这种耦合气候变率通常被统称为El Niño/南方涛动(ENSO)。raybet雷竞技最新

测量南方涛动

在给定的时间段内，南方涛动的模式和相对强度是用表示沃克环流变化的几个指标之一来确定的。衡量这种变化的一个相对简单和常用的方法是南方涛动指数(SOI)，它测量两个站点之间每月或季节性的海平面压力差，一个位于太平洋中部的塔希提岛，另一个位于西太平洋的澳大利亚达尔文。负SOI值是由塔希提岛的异常低压和达尔文的高压造成的，这往往表明El Niño事件;SOI值为正值表示ENSO冷相，即La Niña。因此，这两个站点的海平面压力呈负相关，并与区域温度和降水模式的显著而相反的变化有关。澳大利亚一些最严重的夏季干旱和热浪(如1983年)与强烈的正SOI有关。

ENSO事件经常影响热带地区的温度和降水状况。这些影响的大小因个别ENSO事件的强度而异。在其他热带地区，与ENSO暖期相关的气候异常包括干燥的夏季和秋季南美洲北部中美洲和非洲东南部(包括马达加斯加)，以及更少的降雨在印度季风．比正常情况更干燥的条件会对作物产生负面影响，这在发展中地区是一个特别严重的问题。这样的大气条件也有利于森林大火的威胁。智利海岸以及非洲中东部的部分地区都有潮湿的天气。

ENSo的影响

尽管ENSO主要是一种热带现象，但它也对热带以外的全球降水和温度变化有广泛的影响。这在一定程度上是由风暴的变化实现的

PDO指数指的是太平洋年代际振荡。水平刻度以1925年至2006年的几十年为单位，从5月到9月。垂直线表示正(暖)年和负(冷)年。

的痕迹。大尺度大气环流的变化包括偏离正常急流路径和持续的压力系统，这反过来又将风暴引向新的方向。在冬季ENSO暖期，一个加深的阿留申低气压向其平均位置东南方移动。这与加拿大东部上空的强亚热带急流和弱极地急流相结合，形成了环流模式，将风暴重新导向美国南部。冬季冷ENSO相的特征是阿拉斯加湾的阻塞高压和分裂的极地急流。主要分支从阿拉斯加和加拿大北部向南流向美国西部和北部;喷流的南分支从太平洋向西北太平洋移动。

冬季往往会给ENSO带来最强的北美降水和温度响应，尽管在其他季节也会有影响。温暖的ENSO事件通常会导致美国南部大部分地区比正常情况下更潮湿，由于比正常情况下更强的亚热带急流的位置，加利福尼亚经常经历洪水，导致风暴进入该地区。相反，干燥的情况往往发生在美国中西部。温暖的ENSO事件也带来温和的，温暖的冬天进入加拿大西部和阿拉斯加，以及加拿大的沿海省份。寒冷的ENSO事件给美国东南部带来相当干燥、温暖的冬天，给加拿大西部和中部以及美国北部带来低于平均水平的温度。

近几十年来，全raybet雷竞技最新球气候模型被用于预测当前气候的变化将如何影响环间变率周期(如南方涛动)的频率、强度和位置。尽管南方涛动的可预测性受制于观测到的和预测的时间尺度的差异，但研究人员已经表明，目前的气候模型确实倾向于将温暖的ENSO事件放在观测到的2至7年的时间尺度内。raybet雷竞技最新集合预报，即通过运行初始条件略有变化的模型生成平均预报，产生良好的结果，多模型集合一般优于单模型集合。这些模式有助于加强我们对大气-海洋相互作用的理解，如ENSO，以改进长期天气和气候预报。raybet雷竞技最新

参见:El Niño和La Niña;沃克环流。

参考书目。C. Donald Ahrens，《今日气象学》(Thomson Brooks/Cole, 2007);年代。乔治调情，编，El Niño, La Niña，和南方涛动(学术出版社，2006);辛西娅·罗森茨威格和丹尼尔·希勒尔，气候变化和全球收获:厄尔NiñO和其他振raybet雷竞技最新荡对农业生态系统的影响(牛津大学出版社，美国，2007年);John M. Wallace和Peter V. Hobbs，《大气科学:概论》

(学术出版社，2006);Warren M. Washington和Claire L. Parkinson，《三维气候模型导论》(大学科学书籍，2005)。raybet雷竞技最新

吉尔S. M.科尔曼佩特拉A.齐默尔曼鲍尔州立大学

继续阅读:物种灭绝

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