热盐环流影响东亚冬、夏季风反位相演变的显著性及机制研究

The anti-phase change of East Asia Winter and Summer Monsoon (EAWM & EASM) is robust during the historical global warming period of last deglaciation, which proposed by reconstructed proxies. Previous studies show that, Thermohaline Circulation (THC) seems like the main cause of this phenomenon. But, the associated effecting significances and the possible mechanisms still need study systematically. This project is derived from the paleo-climate phenomenon, plan to analysis the effecting significance and mechanisms of THC's large changes on EAWM and EASM, the significance of anti-phase changes between EAWM and EASM, and the related mechanism in simulations of two excellent climate system models. Based on the results of model simulations, we confirm or deny the hypothesis of the cause to the past anti-phase changes in EAWM and EASM, and have a try to propose the possible impacts of projected changes of THC on EAWM and EASM in future. The implementation of this project is thought to not only enrich our understanding about the influencing charateristics and mechanims of THC on EAWM and EASM, nail down the cause of past changes of EAWM and EASM during last deglaciation, also could provide helpful referrence to the forcast of EAWM and EASM changes under ongoing global warming.

东亚冬、夏季风的反位相演变是历史上全球显著增暖阶段－"末次冰消期"期间地质重建资料所反映出的一个重要现象。前人的研究表明，热盐环流的大幅度变化可能是导致该现象出现的主要影响因子，但在影响的显著性及机制等方面仍缺乏系统的研究。本项目从古气候资料所揭示的现象出发，拟利用国内和国外的两种优秀气候系统模式，分析热盐环流的大幅度变化影响东亚冬、夏季风的显著性及特征，以及相应东亚冬、夏季风反位相演变现象的显著性，并分析导致该现象产生的可能机制。进而在模式分析的基础上，判断东亚季风历史反位相演变的成因，并尝试探索东亚季风气候在未来热盐环流的可能减弱幅度下所对应的响应特征。本项目的实施可以进一步加深认识热盐环流影响东亚季风气候的特征及机制，明确东亚季风历史反位相演变现象的成因，并为未来东亚冬、夏季风演变的预测提供一定的参考依据。

热盐环流是具有全球尺度的重要海洋环流系统，由于其承担了海气系统经向热量输送的20%之多，被认为是影响区域气候形成及全球气候变化的重要因子。东亚冬、夏季风的反位相演变是历史上全球显著增暖阶段－“末次冰消期”期间地质重建资料所反映出的一个重要现象。结合前人的不同研究结论发现，热盐环流可能是导致该现象出现的主因。.本项目主要关注全球增暖阶段大幅度变化的热盐环流对东亚冬、夏季风反位相演变所产生的影响，从古气候资料所揭示的东亚冬、夏季风反位相演变现象出发，利用耦合气候模式分析热盐环流的减弱对东亚冬、夏季风影响的显著性及特征，以及对冬、夏季风反位相演变现象影响的显著性及机理，并尝试在未来全球持续增暖情形下的多模式气候预测结果中进行分析。.我们使用CCSM3、FGOALS、COSMOS和CESM1模式开展了不同气候态（冰期和现在气候）下不同强度（0.1Sv, 0.4Sv, 1Sv）的淡水扰动试验。主要研究结论如下：.1、.多模式试验的对比分析表明，热盐环流的减弱导致东亚冬季风增强、夏季风减弱，冬、夏季风的反位相变化具有独立于模式的一致性；.2、.热盐环流对东亚夏季风的影响主要通过热带海气过程实现，而对冬季风的影响主要通过西伯利亚高压的变化实现；.3、.东亚冬季风对热盐环流强度变化的敏感性较东亚夏季风弱；.4、.东亚冬、夏季风对热盐环流强度变化响应的区域存在差异，东亚夏季风响应都主要存在于中国东部淮河以南地区，冬季风的响应主要存在于淮河以北地区；.5、.当扰动强度增强、热盐环流减弱幅度变大时，东亚冬、夏季风的响应区域增大。.本项目所得结论对于加深理解热盐环流对东亚冬、夏季风长期变化的影响特征及冬、夏季风反位相变化现象的成因具有重要的科学意义，并为东亚冬、夏季风历史演变特征的机制理解及未来热盐环流大幅度减弱下东亚冬、夏季风演变的预测提供基础。