天气预报不仅是国际科学前沿领域,也具有巨大的经济与社会价值.目前的数值天气预报(numerical weather prediction,NWP)范式可以追溯到20世纪50年代,通过求解描述大气运动的偏微分方程来推断未来大气状态,且针对未来几天的预报往往需要花费超级计算机的数百个核时.欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)的综合预报系统(Integrated Forecasting System,IFS)技巧在众多国家或机构的业务预报模式中脱颖而出,引领了NWP发展的风向标.世界气象组织将数值天气预报革命评价为20世纪最重要的科学、技术和社会进步之一.
利用2个关于大西洋经向翻转流(Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC)的指数:AMOC指数(15oN^65oN、深度为500 m以下的AMOC的最大值)和AMOC扩展指数(15oN^65oN、深度为2000~2500m的AMOC的最大值),研究了耦合模式FGOALS-g2(Grid-point Version 2 of Flexible Global Ocean-AtmosphereLand System Model)中的AMOC在CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5)的3个典型浓度路径(Representation Concentration Pathways,RCP)(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5分别对应于2100年时490、650和1370 ppm的CO2浓度水平)下的响应问题,发现:在RCP2.6和RCP4.5浓度路径下,2006~2040年时间段内AMOC指数和AMOC扩展指数都呈现快速下降的趋势,2041~2100年时间段内AMOC指数逐渐恢复,AMOC扩展指数基本维持不变;在RCP8.5浓度路径下,2006~2100年时间段内AMOC指数和AMOC扩展指数都表现出快速下降的趋势。通过分析FGOALS-g2中北大西洋深水的成因发现:3个典型浓度路径下AMOC的长期变化趋势主要受到GIN(Greenland–Iceland–Norwegian)海域的深水形成率的调控,而AMOC的年代际尺度的变化则主要受到Labrador海域深水形成率的控制。同时揭示了:由于北大西洋2000 m深度附近的层结稳定性在RCP2.6和RCP4.5下(相比于1980~2005年)提高了30%~40%,使得由AMOC指数恢复产生的深水无法继续下沉,从而导致AMOC扩展指数没有出现恢复的现象。
暂无评论