潜沉过程在全球变暖停滞中的作用

The recent pause in global warming since 1998 attracts lots of attention, scientists generally agree that transport of the excess heat from the atmosphere and ocean surface to the deep ocean is the main cause of global warming hiatus. Subduction is a key physical process in the ocean which can exactly communicate between the upper and deep ocean. Therefore, this project intends to study from the angle of subduction process. Based on ocean reanalysis data, the study firstly analyze the temporal and spatial variation of the global subduction rate of nearly one and a half century. Then, the sensitive area of subduction is explored and its relationship with global warming hiatus is revealed. On this basis, the process and mechanism that how the key area subduction induced by wind affect the recent pause in global warming will be further explored.

1998年以来的全球变暖停滞现象引发了众多关注，科学家们普遍认同多余热量由大气和表层海洋向深层海洋传递是造成此次全球变暖停滞现象的主要原因。而海洋中的潜沉过程恰恰是一个沟通表层海洋和深层海洋的关键物理过程。因此，本研究拟从潜沉过程入手，基于海洋再分析资料，分析近一个半世纪以来全球潜沉率的时空变化特征，进而探索潜沉率变化的敏感区并揭示其与全球变暖停滞的相关关系。在此基础上，进一步探究敏感区风致潜沉率变化影响全球变暖停滞的过程和机理。

本研究从潜沉率入手，探究了潜沉率在全球变暖停滞过程中可能发挥的作用。首先利用SODA资料分析了全球潜沉率的时空分布特征，然后基于EOF分解明确了北大西洋翻转流和南极绕极流区域是潜沉率变率较大的两个海区，在此基础上选出了4个关键海区研究了局地潜沉率变化与全球海表温度异常之间的相关关系，并对关键区潜沉率变化的原因进行了初步探索。结果表明，北大西洋翻转流和南极绕极流范围内的关键区域与全球变暖停滞之间存在超前10年的相关关系，平流项在这些关键区域的潜沉率变化中起主导作用。在南极绕极流地区，海面风应力的大小与该区域的潜沉变化密切相关。.随后，我们设计了参照试验和敏感性试验，就南极绕极流区域风应力异常的年际变化对潜沉的影响过程和机理进行了研究。风致潜沉率主要受平流项影响，垂直抽吸项作用较小。但是，风应力产生的垂直抽吸项较SODA资料的分析结果更强，这表明热量或淡水通量异常对垂直抽吸存在削弱作用。ACC区域的风应力异常对潜沉率和平流项的影响都存在一年的滞后效应，而对垂直抽吸项的影响则为同步效应。