亚南极模态水(Subantarctic mode water,SAMW)于亚南极锋和亚热带锋之间形成。在南印度洋形成的亚南极模态水称为东南印度洋亚南极模态水(Southeast Indian Subantarctic Mode Water,SEISAMW)。当东南印度洋亚南极模态水形成时,晚冬混...
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亚南极模态水(Subantarctic mode water,SAMW)于亚南极锋和亚热带锋之间形成。在南印度洋形成的亚南极模态水称为东南印度洋亚南极模态水(Southeast Indian Subantarctic Mode Water,SEISAMW)。当东南印度洋亚南极模态水形成时,晚冬混合层底部的海水潜沉进入海洋内部,将海-气相互作用信号传入次表层,在热量和碳储存方面起到重要的作用,并影响着气候变化。本文基于参与第六次国际耦合模式比较计划(the Phase 6 of the Coupled Models Intercomparison Project,CMIP6)的12个地球系统耦合模式输出的历史模拟数据(Historical),通过与观测资料进行对比,评估了CMIP6模式对东南印度洋亚南极模态水的模拟能力。从秋季初到冬季末,海表浮力的持续损失会使混合层加深,为模态水的形成提供了条件。与观测相比,CMIP6模式模拟的东南印度洋混合层偏深,这与混合层底部的层结以及海表浮力通量有关:CMIP6模式模拟的海表浮力通量损失偏多,促进上层海洋对流混合,从而使混合层模拟偏深。另外,CMIP6模式中东南印度洋深混合层位势密度偏小,导致其模拟的东南印度洋亚南极模态水位势密度偏小。由于混合层深度和深混合区位置模拟的偏差,CMIP6模式模拟的东南印度洋亚南极模态水潜沉区也存在差异,混合层侧向输入是导致这一差异的主要原因。但是所有CMIP6模式均能够模拟出东南印度洋亚南极模态水的低位涡属性和其季节变化特征。模式中东南印度洋亚南极模态水的潜沉率呈现出显著的年际变化,这种年际变化主要是由侧向输入引起,这与观测结果一致。基于8个CMIP6耦合模式所输出的历史模拟、中等强迫情景(SSP245)和高强迫情景(SSP585)试验结果,本文预估了在SSP245和SSP585情景下,东南印度洋亚南极模态水体积及性质的变化趋势。结果表明:在历史模拟和两种情景试验中,东南印度洋亚南极模态水均呈现出潜沉率和体积减小、温度升高、盐度和密度降低的趋势。其中,在SSP585情景下,变化趋势最大,SSP245情景次之,而在历史模拟中的变化趋势最小。这表明,辐射强迫越强,东南印度洋海表温度升高和淡水输入增加的趋势也越大,导致混合层变浅及其南北梯度的减小的趋势越快,东南印度洋亚南极模态水潜沉率、体积和性质变化的趋势也随之增大。
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