世界海洋环流实验
在1980年代末,为了解决缺乏知识海洋的角色在全球气候系统中,国际海洋界推出了全球海洋环流实验(WOCE)。raybet雷竞技最新总之,WOCE的首要目的是开发预测气候变化的手段。raybet雷竞技最新为此。以下方面的全球海洋环流进行了比以往任何时候更彻底:
大规模的热通量和淡水,海洋中的再分配,和年度和年际变化。
2全球环流的动态平衡,其在表面的热通量变化和淡水。
3海洋变化的组件数月到数年的时间尺度和空间尺度的数千公里以上(和短/规模较小变化的统计数据)。
4的生成机制水质量的影响,从10到100年时间尺度气候系统,及其随后的循环模式深度。raybet雷竞技最新
实际上,我们的目标是开发计算机模型来预测气候变化,并收集大量的数据需要测试它们。raybet雷竞技最新图6.42中的红线的位置hydrographie部分——遍历由海洋研究船(在某些情况下的次数),作为WOCE在1990年代的一部分。以前,有一个有限的“流域”部分:大西洋的遍历30°S梅尔维尔和亚特兰蒂斯(图6.37)是一个只有少数的部分在南大西洋。在太平洋,距离是巨大的,情况甚至更糟。
图6.42 hydrographie部分-遍历由海洋研究船的WOCE在1990年代(红线)。
图6.42 hydrographie部分-遍历由海洋研究船的WOCE在1990年代(红线)。
热量的传输,盐和水在一段不得计算t - s数据和信息的基础上,对当前的速度。温度和盐度数据可用,可以估计速度在一个部分使用地转方法(3.3.3节)。然而,如果没有直接电流测量可用,这些估计可能太低了。
B \参考图3所示。原因是,你还记得这个吗?
淡水在海洋运输10公斤年代“T的不确定性
伊娃p oratio n / p再保险ci pitatio e n平衡净gatn 10公斤“净亏损109 kQ s_1
图6.43估计传输和海气通量(a)的全球淡水和(h)的热量。这些值获得使用水文W0CE期间收集的数据和澳大利亚和印度尼西亚之间(部分)Franco-Indonesian玉计划。在两个地图,箭头的长度表示在海洋运输,箭头的开放部分对应值的不确定性。在(a),箭头键对应一个运输106立方米或1斯维德鲁普。海气界面通量而言,(a),正数表明净收益的淡水海边,负数净亏损,由±和不确定性;在(b),红色椭圆表明净收益的热量在海边,蓝色椭圆形海边的热损失,不确定性作为一个开放的椭圆形。(1 PW = 1 petawatt = 1015 w。)
(进一步informationilhe北部大西洋和北冰洋被当作一个地区在地图。在(a)、交通之间的淡水北太平洋和大西洋北部,通过白令海峡,由净向北运输0.73 x 106立方米47°N s - 1在太平洋和南运输0.95 x 106 m3 ~ 1 -48°N在大西洋的基础上(包括以前的估计)。净运输淡水在北大西洋的南部边界的亚热带地区已经使用这个值计算的0.95 x 106立方米(s ~ 1 + E - Pfor数据区域;运输在整个南部边界的赤道地区”一直在计算运输从北方和f-Pdata赤道地区;等等。净淡水通量通过德雷克海峡与印度尼西亚群岛任意被假定为零。)
地转计算只提供相对流速度等信息。没有直接电流测量深度,不能透露任何“正压”或depth-independent电流。WOCE邮轮导致大量直流测量,和部署大量的表层和次表层的浮(例如ALACE漂浮。4.3.4和数字5.34和6.45节)。
WOCE项目的一个固有部分的发展强大的计算机模型,可以使用收集的数据产生现实的估计全球传输和热通量和淡水/盐(4.2.4节)。数字6.43和6.44是两个重要的例子,结果结合先进的建模技术与一个非常大的数据库。在计算传输这些数据所示,传输的表层被假定为直接风力(生产埃克曼输送)和地转速度部分计算的基础上大量的温度和盐度测量(cf 3.3节)。然后调整直到质量和保守的示踪剂“守恒”(即满足条件:总流入两部分之间的体积=总流出)。
图6.43显示了全球运输网络,在海气界面通量,淡水和热。毫不奇怪,北太平洋,图6.43 (a)展示了一个净收益的淡水海气界面,而北大西洋显示了一个净损失。还请注意,然而,大量的淡水从北太平洋海洋中进行到北极通过白令海峡——尽管流入白令海峡很小(~ 1立方米s_l),正如我们所看到的,这是非常低的盐度,大量淡水进入北大西洋从北极(多以冰的形式和融水)。
图6.43 (b)显示了大北热传输在大西洋(主要是这一事实的结果南赤道海流穿过赤道,cf,图3.1),一个小北太平洋地区热传输,和一个大南印度洋热传输。
什么重要方面治愈运输进入大西洋在图6.43 (b)不同愈合运输由“传送带”,如图6.4所示)?
根据图6.43 (b),净热量传输到大西洋(南)由于流从太平洋穿过德雷克海峡,但净出口的热量(南)大西洋进入印度洋,以南的非洲。这个结果不支持的想法从印度洋热传输到大西洋,如图6.41所示。另一方面,网络传输的热量从太平洋到印度洋通过印尼海域,由图6.43 (b)。如果足够温暖的印尼通流的水最终进入阿古拉斯海流系统,有可能大量进入南大西洋。
回想5.2.2节,你能建议这可能如何发生的。”
阿古拉斯海流的戒指,由Agulhas翻转(图5.14)。这个例子的中尺度涡流可能会在全球扮演着重要的角色温盐输送机说明了为什么计算机模型为气候研究开发需要一个足够精细的空间分辨率能够重现这样的漩涡。raybet雷竞技最新模型用于生产图6.43 (a)和(b)不考虑中尺度漩涡,除了估计的不确定性。目前缺乏知识多少热量和盐进行涡流,而不是运输平均流量,主要是负责传输和通量大的不确定性,这是重要的与自己估计的值相比,特别是在印度洋。
图6.44是一个最佳估计,东西海岸间的集成(即总净)运输的水,使用基本相同的模型用于计算图6.43 (a)和(b),再将收集的数据主要在WOCE邮轮。箭头表示在三个密度流类,我们可以采取对应或多或少的温暖的海水表面,包括上层和中层水质量(红色箭头),深层水的质量(蓝色箭头)和水质量流动的底部(深蓝绿色箭头)。注意,如图6.43所示,箭头表示网络传输。例如,价值网向北运输温暖,上层水在北大西洋给出约16 x 106 m3 ~”。这是因为,尽管墨西哥湾流的北方交通达到最高约150 x 106 m3s_1(参见4.3.1节结束),其中大部分
图6.44传输的水在选定的部分,106年m3s-1。估计传输了三种不同密度的课程,这对我们来说可以代表温暖的表层海水和上层和中层水质量(红色箭头),深水群众(蓝色箭头)和水质量流动的底部(深蓝绿色箭头)。(在a9方面,三个密度类相当于a9 < ae = 27.4 - -27.6, 27.6,和-28.05 oe = 27.8。)计算用于生产这个图表使假设通流从太平洋到大西洋,通过白令海峡,是0.8 x 106立方米S”1。根据这个模型,大多数印尼直流水流南部和加入南极绕极流,所以增加交通南澳大利亚。
的颜色“上涌”和“downwelllng”符号(0和®)表示层的水来了。
(即约134 x 106 m3 ~)红晕终于散去的时候,流南东部副热带环流的肢体。循环的重要的一点是,在一个垂直平面上,净效应是一个“推翻循环”,相应的“循环”传送带上在北大西洋(cf。图6.41),12 x 106立方米的年代~(见蓝色箭头在图6.44)。
在北大西洋,我们可以把蓝色和蓝绿箭头对应于北大西洋深层水。北端的蓝绿色箭头穿越30°S部分在南大西洋(和类似的箭头在南印度洋和南太平洋)对应的拱极星南极底层水南极绕极流的出口从较低水平(图6.25)。
根据图0.44。什么是北大西洋深层水的向南运输大约50 N il在30年代是什么?你能解释为什么体积ol水质量改变了在其南通过大西洋吗?
向南约50°N,通过北大西洋深层水(3 + 12)x 106立方米s”1,即15 x 106 m3 - '。30°S,它增加了
水(红色箭头)所代表的包括在运输上面流动向北,向北和极地南极底层水的流动。
估计数据的传输和通量如6.43和6.44,即估计的基础上大量的高质量的WOCE期间收集的数据,例如,与明确的假设和仔细计算的不确定性——作为参考对气候的研究至关重要。raybet雷竞技最新如果我们没有准确的数据的当前状态的海洋,我们将无法测量或预测未来气候变化的有用程度的确定性。
6.6.3 21世纪海洋:预测气候变化
除了前面列出的群目标,WOCE第二个主要目标,想办法在年代际时间尺度预测气候变化。建筑工作在WOCE确定WOCE数据集的代表性,并确定哪些海洋和大气的特定方面需要不断监控如果预测的年代际气候变化可能,国际研究项目CLIVAR (C / /伴侣可变性和可预见性)正在调查在时间尺度可变性和可预测性从几个月到几百年前,和气候系统的反应所引起的全球变暖的温室效应。raybet雷竞技最新
水文数据收集在相对长的时间尺度在固定地点在海洋中清楚地表明,温度和盐度在海洋不断变化,通常在十年的时间尺度。这些变化非常小,只有零点几摄氏度的水柱的一部分,随深度——但是他们观察到在海洋盆地的宽度,所以代表大型海洋热含量的变化。我们现在知道,这可能解释的气候年代际变化波动如北大西洋涛动。ENSO。的太平洋年代际振荡和南极绕极波振荡(和其他未提及在这卷),这意味着,至少在理论上,可以预测未来气候波动。然而,我们还不完全了解观察十年海洋的变化与大气的变化。特别是,有很多学习海洋在推动的作用,维持和调节大气中可变性。
自1960年代以来,升值,厄尔尼诺事件现象产生的大气和海洋之间的相互作用,在温暖的海洋表面的效果反馈到大气中。然而,直到最近这不是认为,海洋可以显著影响热带地区外的气氛。换句话说,它是假定系统硕士的主要原因是大气中,所以设计计算机模型来模拟大气和海洋的变化是不实际耦合在一起的。正在取得进展生产使用耦合模型硕士天气预报;然而,尽管欧洲天气预报模型用于常规“更新”的条件在海面的间隔,他们不允许大气和海洋一起进化。(因为大气变化的速度比海洋,这通常并不重要——但如果。1987年10月,海面异常温暖,可以有意想不到的后果的天气!)海气耦合气候模式中,海洋的变化反馈到大气中(反之亦raybet雷竞技最新然)已经存在,但通常都不复杂的大气环流模型,如产生的传输和流量如图6.43和6.44所示。
之一“最伟大的进步在造型数据同化的发展,即真实数据纳入模型,然后调整自己(例如,通过改变涡流粘度值选择),直到国内最好的模拟分布之间的匹配实现我说]温度、盐度和当前的速度根据观察,国内分布。因此,同化的数据不仅提高我们对海洋动力学的理解,但tt实际上也会产生“新的数据oi地区的海洋没有收集。这显然是一个非常强大的工具,WOCE期间收集到的大量的观测。两个w而存在的海洋和海洋表面。由于新一代的海洋卫星,让它成为一个比以前更有利可图的造型方法。
如第六节所述,1。星载仪器已经极大地提高了信息的供给面风字段,并允许更好的热通量的估算和水海气界面、大气水汽含量和海洋表面温度。可以说是最成功的卫星发射期间WOCE TOPEX-Poseidotj;自1992年以来。它的两个雷达高度计已经不断监测海面的地形,平均海面地形从TOPEX-Posutdon获得数据(参见标题页)的平均提供了信息表面流系统(cf,图3中,21)。同时观察海面地形的变化记录了fluctua我离子等的发展和衰落厄尔尼诺和拉尼娜现象在太平洋(cf。图5.25 f在21世纪,我们的能力从太空观察海洋将进一步提高发射新的卫星。
在未来,通过仪器采集数据的速度你生病一个海洋也将显著增加。阿尔戈项目包括“播种”订单的全球海洋w i 3000漂浮,相同类型的如图4.26所示(h)。Argo浮标w生病沉入2000米深度,每十天将上升到(他表面传递他们的位置,随着温度和盐度数据收集在旅途中冲浪高手,通过杰森卫星。此外,将会有增加智能水下机器人的使用,或水下机器人(一个最著名的水下机器人目前使用Autosub)。在一起,自由漂流花车和directabic水下机器人应该提供一个连续流在海洋上的有价值的信息条件,不仅使海洋环境变化监测几乎在“实时”而且,最终,被预测,(他严重的1997 - 98年的厄尔尼诺事件预测了FN所以观测系统(5.4节)。
最终的目标是开发一个具有成本效益的持续syslem气候观测和预测。raybet雷竞技最新类似于观测系统提供全球气象信息。这个系统被称作美好(全球海洋观测系统),当全面运作(从2010年起)。美好的将涉及data-Col让、建模和预报,与WOCE不同。将明确niul[¡纪律。,目的是就不断收集和传播有用的实用信息涉及海洋自然资源(如渔业)、污染和其他自然(病房可能危及生态系统(和/或人类健康),加上所需其他信息安全、高效海洋操作也会,当然,是一个未经证实的数据到科学界的供应。如果我们不能阻止全球气候变化和不断上升的海平面,我们至少raybet雷竞技最新应该能够做出合理的计划来应对他们,根据准确的数据和可靠的预测。
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