15Ma前后东亚古季风对温盐环流反转响应的模拟研究

已有的地质和数值模拟研究揭示，与现代结构相似的由北大西洋深层水驱动的大洋温盐环流在15Ma之后才最终形成。15Ma左右，特提斯海道的永久关闭导致全球大洋环流结构由"南大洋深层水主控型"向"北大西洋深层水主控型"反转，并进一步导致南大西洋和南极东部剧烈变冷，促使南极永久冰盖最终形成。15Ma之后，我国古气候明显变干变冷，与全球大洋温盐环流反转、南极永久冰盖最终形成在时代上具有耦合性；揭示出15Ma左右我国古气候演化对大洋温盐环流存在响应。但是，我国古气候演化是如何响应大洋温盐环流反转的，这一响应机制问题目前仍不清楚，需要进一步研究。本项目打算使用FOAM和IAP-AGCM9L气候模式，从特提斯海道关闭出发，考虑温盐环流反转导致的海温、大气CO2浓度和南极冰量的变化，对上述科学问题开展数值模拟研究。

在“15Ma前后东亚古季风对温盐环流反转响应的模拟研究”中，我们按照项目计划开展工作。我们发展了低分辨率版本的挪威地球系统模式，并在不同的大气CO2浓度条件下，模拟了20Ma和10Ma的古气候、古海洋状况。传统的方法用δ13C梯度来指示古温盐环流结构。然而我们研究表明，这一传统方法的指示意义存在不确定性。虽然北大西洋和太平洋之间的δ13C梯度增加，被用来指示15Ma之后北大西洋深层水NADW明显加强，类似于现代的温盐环流结构出现；但是我们的模拟并不支持这一解释。我们的模拟揭示，20Ma和10Ma试验中，温盐环流结构已经与现代结构相类似；10Ma与20Ma试验相比，温盐环流结构没有明显变化。这个项目开展的一系列扎实基础研究工作，为进一步研究15Ma前后全球温盐环流的变化以及东亚气候的响应奠定了基础。