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大洋传送带
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地理百科

  •   大洋传送带又叫温盐环流和热盐环流,是全球尺度的深海流动现象。它控制着全球大洋90%的水体,对地球气候系统起着至关重要的调节作用,且可能是触发气候突变的因素之一,近年来受到了学术界的重视,而一部好莱坞大片《后天》也使其得到广大公众的关注。

  •   基本理论

      大洋传送带1大洋传送带是一种全球性的温度、盐度循环系统。又称为“温盐环流”和“热盐环流”。高盐度的低温海水在北大西洋北部下沉,自深海向南流动返回赤道,一直到达环南极。它在南大西洋、南印度洋及南太平洋上升至海水表层,流向北大西洋、印度洋及北太平洋,汇合成一支温暖且盐度低的洋流,自热带太平洋向西穿过印度洋,绕过非洲南部,最后到达大西洋一直向北,从而形成一个闭合的环流。其中,在北大西洋海域,海水表层向北,深层向南的传送有着特别重要的意义,它不断地将低纬度地区赤道附近的热量和盐度低的海水带到中高纬度的海域,从而缓和了北半球中高纬度地区温度的变化,维持着全球气候系统的平衡。

      大洋传送带是根据深部水体的年龄测定发现的。表层水与深层水大约每2000年围绕地球循环一圈。 地质历史中,大洋传送带流的变化可以引起如电影《后天》所描绘的环境巨变。

  •   多种平衡态

      1、太平洋无深水生成而大西洋有深水生成的现代大洋热盐环流状态

      2、太平洋有深水生成而大西洋无深水生成的现代大洋热盐环流状态

      3、太平洋和大西洋都有深水生成的现代大洋热盐环流状态

      4、太平洋和大西洋均无深水生成的现代大洋热盐环流状态

  •   环境影响

      “大洋传送带”的循环依赖于海水中温度和盐度的差异,而全球变暖将会威胁到它的运转。因为全球变暖会直接导致北半球中高纬度地区冰川融水和降水的大量增加,并使得北大西洋海水暖化,这就削弱了北大西洋与赤道海水之间的温度和盐度差别,进而使得“大洋传送带”衰减,甚至可能停滞。这种情况一旦发生,庞大的洋流循环系统就会崩溃,北半球中高纬度地区将急剧变冷,并导致整个地球气候发生紊乱。

      现代大洋热盐环流的一个显著特征是洋盆间处于不对称状态,这主要体现在北大西洋有活跃的深水形成,而北太平洋仅能形成中层水,其深水是源于南极形成的底水和北大西洋形成的深水,并通过混合作用处于上升状态。受热盐环流不对称的影响,北大西洋海表的平均温度高于同纬度北太平洋海表温度,导致北大西洋可以向其上方的大气释放更多的热量和水气,在盛行风的影响下使处于北大西洋东岸的北欧比同纬度其它地区的气候要温和宜人得多。

  •   相关分析

      古气候学家认为,在地质史上,“大洋传送带”的停滞影响全球气候的情况早有先例。约12900年前,当时正值冰期后期,全球气候逐渐回暖,但这一变化趋势却被突如其来的持续1300年的寒冷期打断,后称这一时期为“新仙女木”时期。研究发现,在“新仙女木”时期初,北半球大陆地区的平均温度曾剧降70C,而在此时期末又陡升100C。科学家普遍认为,正是因为“大洋传送带”的停滞,才导致北半球陆地的降温.从而延长了整个地球的冰期。

      目前,科学家们对“大洋传送带”何时停滞还仅限于猜测。有人认为如果到2100年全球平均温度上升70C的话。“大洋传送带”将可能停滞;而有人则认为按照目前北极冰川的融化速度,不用150年“大洋传送带”将完全停滞。至于“大洋传送带”的停滞是否会引发“冰期来临”尚无定论。目前科学研究的确表明,“大洋传送带”消亡会导致地球北半球中高纬度地区温度下降,甚至达到冰期的程度;但是同时它也会使赤道地区进一步变暖。

  •   研究历史

      斯托梅尔最早提出了深海洋流的全球结构。

      Gordon对温跃层中的回流倾向取道围绕非洲的“暖水路径”进行描述。

      1906 年美国地质学家Cham berlin首先意识到深海对气候的影响。

      1956年,美国海洋学家斯托梅尔从理论上预言大洋深海环流存在着对应不同气候的多平衡态。

      之后Bryan用理想的单洋盆数值环流模式验证了该理论结果,即在同一强迫下单洋盆环流系统至少有3 种平衡态。

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