北大西洋环流的启动
从北大西洋北部和北欧海域的亚热带向北，wce期间的海洋环境状况在很大程度上取决于NAO的极端长期行为。
如前所述(第7.3.2.2节)，WOCE场相发生在北大西洋气候史上一个最不寻常的时间间隔，在这一时期的末尾，该区域的主要大气强迫模式在三、四十年里放大到176年仪器记录中(通常)最极端的正状态(可能更长)。在目前情况下，这种极端气候变化的重要性在于归因于NAO变化的各种变量，这些变量有可能引起海洋环境的变化。这些变化包括风速，潜热与感热通量(Cayan, 1992a,b,c)，蒸发/降水(Cayan和Reverdin, 1994;Hurrell, 1995a)、大西洋风暴的分布、流行度和强度(Rogers, 1990,1994,1997;Hurrell, 1995 b;WASA集团，1997;Alexandersson等人，1998)，因此对波浪气候的影响(Bacon和Carter, 1993;raybet雷竞技最新库什内尔等人，1997;WASA集团，1997;卡特,1999;Cotton and Challenor, 1999)，海面温度(Cayan, 1992c;Hansen and Bezdek, 1996)，拉布拉多海流的强度(Myers et al.， 1989)，水团的特征和分布(Lazier, 1995; McCartney et al., 1996, 1997; Houghton, 1996; Joyce and Robbins, 1996; Molinari et al., 1997, Sy et al., 1997; Joyce et al., 1999; Curry et al., 1998; Curry and McCartney, 2001), the extent of the marginal冰带(方和华莱士，1994;Mysak等人，1996;Deser等人，2000年)，戴维斯海峡冰量(Deser和Blackmon, 1993年)，经过纽芬兰岛的冰山通量(Drinkwater，在莱茵，1994年)，以及大西洋主要地点(格陵兰海、拉布拉多海和马尾藻;迪克森等人，1996;Talley, 1996 b;迪克森,1997;Joyce等人，2000)。
其中某些回答似乎比其他回答更具批判性。我们在这里特别强调了西大西洋对流形成模式水(拉布拉多海水和18度水)生产的年际和年代际剧烈变化，Dickson等人(1996)认为这是由变化的NAO驱动的协调的泛大西洋对流活动模式的一部分。具体来说，他们认为，在20世纪60年代NAO最小期期间，所有三个主要地点的对流活动在几十年里演变到一个长期的极端状态(在相位上但标志不同)，当时格陵兰海和马尾藻的通风达到最大值，而拉布拉多海的通风被严格限制。从那时起直到20世纪90年代中期，这三个中心都迅速地朝着相反的极端状态发展，在这种状态下，格陵兰海和马尾藻的对流受到抑制
图7.3.5北大西洋冬季对流活动在对比极端NAO状态(60年代低指数，90年代高指数)期间分布变化示意图。每一种情况都有一个具有代表性的平均压力异常场。摘自Dickson(1997)。《自然》386授权转载，版权1997年，麦克米伦杂志有限公司。
图7.3.5北大西洋冬季对流活动在对比极端NAO状态(60年代低指数，90年代高指数)期间分布变化示意图。每一种情况都有一个具有代表性的平均压力异常场。摘自Dickson(1997)。《自然》386授权转载，版权1997年，麦克米伦杂志有限公司。
但拉布拉多海的垂直交换比以前观测到的更深(图7.3.5)。
这种机制被认为涉及大西洋冬季风暴活动分布的某种变化，这种变化长期以来与NAO的相反极端状态有关(Rogers, 1990)。从20世纪50年代末到1970年，在它的两个主要单元中更靠南的一个，一个政权寒冷的冬天气温和极端积雪极大地增强了美国东海岸的陆海温度梯度，比正常的近海产生了更多的风暴(Dickson和Namias, 1976;海登(Hayden, 1981)，并导致它们在主要的海岸斜压梯度后迅速发展到狭窄的带内闭塞。局地效应是将最大风暴活动中心集中在美国东海岸以外，那里寒冷、暴风雨的条件导致了最大程度的18度水凝层的形成和通风，并增加了其密度(Jenkins, 1982;Talley和Raymer, 1982;Talley, 1996 b)。远程影响是在20世纪60年代将拉布拉多海上空的风暴减少到战后最低水平，因此拉布拉多海对流越来越受到抑制，淡水在表面积聚(Lazier, 1980, 1988, 1995)。1971-72年冬季，随着美国东海岸寒冷的冬季结束，强烈、寒冷的西北风和暴风雨重新回到拉布拉多海，地表淡水堆积通过垂直扩散迅速消失，LSW的生产突然恢复。此后，拉布拉多海的通风逐渐加强和加深，LSW逐渐冷却和变新鲜，进入20世纪90年代的WOCE时期，最终，在1992年以来影响最深的对流期间，LSW密度增加，因为对流开始挖掘北大西洋深水的冷但含盐的亚层(Dickson et al.， 1996)。Sy等人(1997)使用的就是这种冷、新鲜、浓稠的LSW新年份酒含氯氟烃(CFC)签名，以得出Labrador-Irminger盆地内LSW扩散速度的现代估计，该估计比公布的数值大一个数量级，并且LSW深度的跨洋扩散速度比以前的估计快三到四倍(例如Read and Gould, 1992)。
这些垂直均质模式水的形成和更新的变化本身就很重要，因为它们将气候变化的信号带到中等和较大的深度，并从那里通过水平传播到整个海洋盆地。LSW特征的变化当然是显著的。在20世纪90年代早期，包括大部分WOCE场相在内，LSW比拉布拉多海深度测量历史上的任何时候都更新鲜、更冷、密度更大(图7.3.6a-c，见图7.3.6a-c，第588页)。从1966年到1992年，拉布拉多海水柱的整体刷新相当于海面多掺入6米淡水(如果我们将这段时间延长到1994年，则为7米)，其冷却相当于连续26年损失8 Wm-2 (Lazier, 1995)。在对流层之下，在过去的三到四十年中(显然仍在继续)，每十年约0.01的刷新反映了最近北欧上层海水的大规模刷新(下面第7.3.6节)，通过丹麦海峡和法罗河岸海峡的密集的北部溢流传递(见Saunders，第5.6章)。这些变化的净结果是，20世纪90年代中期拉布拉多海中部的立体高度通常比20世纪60年代后期低6-9厘米。
如前所述，这些变化对追踪lsw在盆地内扩散的速率和途径具有价值。然而，这些变化的主要重要性可能在于它们对大西洋环流本身的影响。正如库里和麦卡特尼(2001)所指出的，主要的北方大西洋海流是由副热带环流和次极环流相互边界的势能异常(PE’)梯度驱动的。由于PE'反映了上层海洋的垂直密度结构和热含量，远低于风驱动层，因此，每个环流中模式水的产生和特征的相反符号的协调变化将有可能驱动PE'梯度的深层变化，从而驱动大西洋环流强度的变化。如果模式水的密度和热含量的这些变化是由NAO造成的，那么NAO在过去三、四十年中放大到极端值之后，很可能伴随着大西洋环流相应的数十年旋转上升。
根据观测到的两个环流中心之间的PE差异，Curry和McCartney计算出长期的增加NAO指数到20世纪90年代中期，0-2000 dbar沿环流-环流边界向东的斜压质量输送增加了30%，从1970年的50Sv (1Sv = 106m3 s-J)增加到90年代中期的65 Sv(图7.3.7，见图7.3.7,p. 588)。亚极地和副热带环流对运输指数的变化也有同样的贡献。因此，作为对《国家审计条例》的回应北大西洋环流WOCE期间的发行量可能是一个多世纪以来最强的。
毋庸置疑，正如库里和麦卡特尼所指出的那样，现实比海洋和大气环流指数之间的简单关系更复杂。
1虽然当地的风浮力强迫是影响亚极环流势能异常的主要因素大盐度异常(Dickson et al.， 1988;
Belkin et al.， 1998)有一个临时的减振效果在1968-72年和1980-84年通过拉布拉多盆地时(另见Curry et al.， 1998)。
2虽然风和浮力强迫确实促进了副热带环流中偏压的变化，但该盆地偏压的历史似乎主要反映了温跃层“隆起”作为一种滞后的低频斜压调整，以适应不断变化的东部风应力。
由于平流在热含量异常形成后移动，PE'模式变成了一个微妙的四极子而不是偶极子，在两个环流的西部和东部都有相反的动态高度偏离。
尽管如此，库里和麦卡特尼对观测记录的简洁而令人信服的综合似乎证明了这样一种观点，即海洋的十年变化可能是一个耦合系统的结果，而不仅仅是被动海洋对十年演变的大气的响应;他们当然强调了大西洋环流的不寻常性质及其在WOCE期间的模式水域。
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