太平洋印度洋对全球变暖的响应及其对气候变化的调控作用
世界主要洋流对全球气候的调节作用
世界主要洋流对全球气候的调节作用洋流是指海洋中的海水流动，是地球上重要的水循环系统之一。
世界上有许多主要洋流如北大西洋洋流、南大西洋洋流、北太平洋洋流等，它们在海洋中扮演着非常重要的角色。
这些洋流对全球气候起着重要的调节作用，对气候变化产生着直接的影响。
首先，洋流通过运输热量和能量，起到了全球气候调节的作用。
通过海洋表面水的温度差异，洋流将热量从赤道地区运输到高纬度地区。
例如，北大西洋洋流从墨西哥湾运输大量温暖的海水至北海和挪威海，进而将暖气团带到欧洲沿岸，使得欧洲沿岸地区比同纬度地区温暖。
洋流也可将水分和能量带到较干旱的地区，促进水循环和降雨。
这些热量和能量的分布对于全球气候的稳定至关重要。
其次，洋流还对全球气候的碳循环和氧气分布起到了重要影响。
海洋是地球上最大的碳储存库之一，洋流的运动不仅通过吸收大量的二氧化碳稳定了大气中的二氧化碳浓度，还可以将吸收的碳排放至深海。
这种过程被称为海洋碳泵。
洋流运动还有助于将富含氧气的表层水带到深海，供海洋生物进行呼吸作用。
同时，洋流也将深海的富含营养物质的冷水带回至表层，为浮游植物的生长提供了养分。
这种运动形成了海洋的生产力带，对全球的生态系统和气候具有重要意义。
此外，洋流还参与了全球的气候系统中的涡旋运动。
洋流的涡旋运动是由海洋的地转效应和不均匀的海洋地形引起的。
这种涡旋运动在大洋中形成了一种环流系统，促使水体自东向西运动或自西向东运动。
例如，赤道附近的海水运动形成了热带旋风和台风的孕育区域，这些天气系统对全球气候变化和气候灾害产生了直接影响。
然而，随着全球气候变化，洋流也面临着一系列的挑战。
气候变暖导致冰川融化和海水温度上升，这可能会对洋流的稳定性产生影响。
例如，北极地区的冰盖融化和海水温度升高，可能会改变北大西洋洋流的路径和速度，对北欧地区的气候产生重大影响。
此外，环流模式的改变还可能引起暴雨和干旱的频繁变化，给人类社会和生态系统带来巨大挑战。
综上所述，世界主要洋流对全球气候的调节作用不可低估。
海洋生态系统对全球气候变化响应机制
海洋生态系统对全球气候变化响应机制简介：全球气候变化是当前世界面临的重大挑战之一，它对地球上的所有生态系统都产生了巨大的影响。
海洋生态系统作为地球上最大的生物圈和最重要的碳储存库之一，对全球气候变化具有重要的响应机制。
本文将探讨海洋生态系统如何对全球气候变化做出响应，并分析其中的机制。
一、海洋吸收和储存碳海洋是全球碳循环过程中最大的碳储存库之一，它通过多种机制吸收和储存大量的二氧化碳。
海洋中的浮游植物通过光合作用吸收大量的二氧化碳，并将其固定在生物质中。
这些浮游植物通过食物链传递到其他生物体内，最终沉降到海底沉积物中，形成有机碳的储存。
此外，海洋中的浮游动物也能吸收二氧化碳，通过生物骨骼的形式将碳储存在海洋底部。
这些过程的共同作用使得海洋能够有效地吸收和储存大量的碳，减轻大气中二氧化碳浓度的上升，从而对全球气候变化产生重要影响。
二、海洋调节气候的作用海洋通过多种方式调节全球气候，其中最重要的是海洋热容量的大。
由于海洋的热容量远远超过陆地，它能够吸收和储存大量的热量，起到稳定气候的作用。
海水中的温度变化较小，使得周围的气候相对稳定，减少了气候剧烈波动的可能性。
此外，海洋中的水汽也是大气中水循环和降水的重要来源之一，通过蒸发和蒸发降温作用，海洋调节了地球上的水循环过程，进一步影响全球气候。
三、海洋影响大气层的温度和降水海洋的热容量和水汽交换机制不仅影响全球气候的稳定性，还直接影响大气层中的温度和降水分布。
由于海水的热容量大，海洋能够吸收和储存大量的热量，在炎热的夏季吸收热量，并在寒冷的冬季释放热量，在一定程度上调节了陆地的温度。
此外，海洋中的水汽能够蒸发成为水蒸气，并随着风的作用被输送到陆地，最终降落为降水。
因此，海洋不仅平衡了陆地的温度分布，也对全球降水分布产生了重要影响。
四、海洋生态系统的适应性和适应机制海洋生态系统具有很强的适应性和适应机制，能够响应和适应全球气候变化。
首先，海洋生物具有广泛的分布范围和多样的生态位，能够适应不同的气候和环境条件。
全球海洋循环对气候变化的响应
全球海洋循环对气候变化的响应全球气候变化是近年来备受关注的一个全球性问题。
气候变化导致了地球温度升高、极端天气事件频发以及海平面上升等问题。
然而，全球海洋循环在这个过程中扮演着重要的角色。
本文将探讨全球海洋循环对气候变化的响应以及它对全球气候变化的影响。
首先，我们需要了解什么是全球海洋循环。
全球海洋循环是指大规模的海洋水量运动和分布的现象，它包括大洋表层环流和深层环流两部分。
大洋表层环流主要受到风力和地转偏向力的影响，形成了东西向的主要环流带，如北大西洋暖流和秘鲁寒流等。
而深层环流主要是由密度驱动的，即冷水和盐分高的水下沉，而温水和盐分低的水上升，形成了水团的垂直运动。
全球海洋循环对气候变化的响应主要体现在两个方面：热量的分配和碳循环。
首先，热量的分配。
海洋循环可以将热量从热带地区输送到极地地区，起到了平衡地球温度的作用。
例如，北大西洋暖流可以将热量从热带运输到北极地区，使得北极地区的温度相对较高。
反之，南极地区则受到寒流的影响，使得南极地区的温度相对较低。
全球海洋循环的存在可以平衡地球各个地区的温度，减缓气候变暖的速度。
其次，全球海洋循环对碳循环的影响也非常重要。
海洋中存储了大量的二氧化碳（CO2），这与大气中的CO2形成了一个平衡。
全球海洋循环可以影响海洋中二氧化碳的溶解和释放，从而对大气中的CO2含量产生影响。
当海洋深层循环增强时，它会促使更多的CO2溶解到深海中，减少大气中的CO2含量；相反，当海洋深层循环减弱时，它会使得深海中的CO2上升到表层并释放到大气中，增加大气中的CO2含量。
这种系统的调节能够在一定程度上控制大气中的CO2含量，影响全球气候。
然而，随着全球气候的变暖，全球海洋循环也可能遭受到一定的影响。
主要的影响包括海洋循环的减弱和变慢。
由于气候变暖导致的极地冰融化，增加了淡水的输入，这可能会抑制盐分下沉，影响深层循环。
此外，由于大气温度上升，海洋表层的热量输入可能会增加，进一步减弱海洋环流。
大洋环流对全球气候变化的调节作用
大洋环流对全球气候变化的调节作用近年来，全球气候变化成为了人们关注的焦点之一。
气候变化对地球的生态系统造成了巨大的影响，引发了多种灾害和生态失衡。
然而，许多人忽视了大洋环流对全球气候变化的调节作用。
本文将探讨大洋环流对气候变化的影响及其重要性。
1. 大洋环流的基本原理大洋环流是指全球大气和海洋的相互作用形成的环流系统。
这种环流系统是由水的密度、温度和盐度等因素引起的。
全球大气环流与海洋表面温度和盐度的相互作用形成了复杂的大洋环流格局。
大洋环流被分为暖流和冷流两种类型，其流向和速度随地理位置和季节而变化。
2. 大洋环流的调节作用大洋环流在全球气候变化中发挥着重要的调节作用。
首先，大洋环流对热量的分布起着决定性的作用。
全球暖流在将热量从赤道地区传输到极地地区的过程中，调节了地球的能量平衡。
这种热量传输使得地球温度分布更加均匀，减弱了热带地区的过热，同时减缓了寒冷地区的冷凝。
其次，大洋环流也对水分的分布起着重要作用。
全球海洋环流将水分分布从湿润地区传输到干旱地区，保持了地球水分的平衡。
这种水分平衡使得一些干旱地区得以保持生态系统的稳定。
3. 大洋环流的异常变化与气候变化近年来，大洋环流异常变化引发了人们对全球气候变化的关注。
由于全球气候变暖，大洋环流正面临着许多不稳定因素，比如洋流的减弱和路径改变。
这些变化对全球气候产生了重要影响。
例如，北大西洋洋流的减弱会导致欧洲地区的气温下降，影响到海洋生态系统和渔业资源的分布。
此外，太平洋的厄尔尼诺现象、拉尼娜现象等也对全球气候产生了显著的影响。
4. 保护大洋环流的重要性保护大洋环流对全球气候变化的调节作用具有重要的意义。
首先，保护大洋环流可以减缓气候变暖的速度。
通过减少温室气体的排放、控制海洋污染和降低过度捕捞等措施可以保护大洋环流的稳定。
其次，保护大洋环流可以维护全球生态系统的平衡。
大洋环流对生物多样性的维持起着重要作用，保护海洋生态系统可以减少灾害的发生，维护人类的生活和健康。
洋流对全球气候变化的调节作用
洋流对全球气候变化的调节作用洋流是海洋表面水流动的总称，是地球自转、风力、海底地形以及潮汐力等各种力的作用下形成的。
洋流的形成和流动不仅对海洋生态系统有着深远的影响，还对全球气候变化起到了重要的调节作用。
首先，洋流对于热量的传输起着重要作用。
热带海洋受到太阳直射，温度较高，而极地海洋则相对较冷。
洋流可以将热带地区的热量向极地地区传输，使得极地地区的气温得到一定程度的升高，而热带地区则变得相对凉爽。
这种热量的传输作用不仅仅影响海洋，还影响着陆地和大气系统。
例如，东北亚的季风气候就受到日本海暖流和寒流的影响，形成了夏季湿热、冬季寒冷的特点。
其次，洋流对于水分和盐度的分布起着调节作用。
洋流将海洋中的水分和盐度进行重新分布，形成了不同水质差异明显的海域。
这对不同地区的生态系统和气候有着深远的影响。
例如，大西洋的北太平洋暖流，对于大西洋中的环流系统和大气环流起到了重要的调节作用，影响着北美的气候变化。
此外，洋流还对地球的气候系统起到了稳定作用。
洋流对于海洋中的温度和盐度分布起到了稳定和调节的作用。
这个稳定作用对于控制地球气候的变化起到了重要的作用。
例如，大西洋的北大西洋暖流和北极洲周围的南大洋暖流，形成了热带、温带和极地之间的温度梯度，控制着大气环流和气候系统的稳定。
总的来说，洋流对全球气候变化起到了重要的调节作用。
它通过热量的传输、水分和盐度的分布以及稳定气候系统等方式，影响着海洋生态系统和陆地气候系统的运行。
洋流的研究对于预测气候变化、海洋生态保护以及人类社会的可持续发展具有重要的意义。
因此，我们需要加强对洋流的研究和保护，以更好地理解和利用洋流对全球气候变化的调节作用。
海洋生态系统对全球气候变化的影响
海洋生态系统对全球气候变化的影响引言：全球气候变化是当前全球性的热门话题，其造成的影响已经显著地改变了地球上的气候模式和生态系统。
而其中一个重要因素是海洋生态系统，它对于全球气候变化具有重要的影响。
本文将探讨海洋生态系统对全球气候变化的影响，包括海洋吸收二氧化碳、影响大气温度和气候模式、调节海洋循环以及维持海洋与陆地之间的气候平衡等方面的内容。
一、海洋吸收二氧化碳海洋是地球上最大的碳库之一，因此对全球气候变化具有重要的调节作用。
海洋通过吸收大量的二氧化碳，减少了大气中的温室气体浓度，进而降低了地球的温度。
研究表明，海洋吸收了约30％的人为排放二氧化碳，这对于缓解温室效应，减缓气候变化具有重要意义。
二、影响大气温度和气候模式海洋与大气之间的相互作用对于全球气候变化起着至关重要的作用。
海洋表面的温度和蒸发作用影响了大气的温度，进而影响了大气的循环模式和降水分布。
热带海洋中的暖流和冷流，如墨西哥湾流和秘鲁海流，通过调节大气中的热量分配和湿度，对全球气候产生重要的影响。
三、调节海洋循环海洋循环是地球上重要的能量和热量传输机制之一，对全球气候变化起着关键的调节作用。
热带海洋循环，如厄尔尼诺–南方涛动（ENSO），影响了巴西、秘鲁等地的降水模式和气温。
这种全球范围内的海洋循环的变化会带来干旱和洪涝等极端气候事件，对人类社会和生态系统产生巨大的影响。
四、维持海洋与陆地之间的气候平衡海洋与陆地之间的气候平衡对于地球上的气候系统至关重要。
海洋中的藻类和水生植物通过光合作用吸收大量的二氧化碳，并释放氧气。
同时，它们也为海洋生态系统提供了丰富的食物链和生态系统服务。
这些海洋生态系统的稳定性对于全球气候平衡和生态平衡起着重要的维持作用。
结论：海洋生态系统对全球气候变化具有多方面的影响，包括吸收二氧化碳、影响大气温度和气候模式、调节海洋循环以及维持海洋与陆地之间的气候平衡等方面。
因此，保护海洋生态系统对于减缓气候变化、保护地球生态环境具有重要的意义。
印度洋季风气候变化的影响与适应策略
印度洋季风气候变化的影响与适应策略在印度洋地区，季风是一种自然的气候现象，每年都会给该地区的农业、渔业和社会生活带来影响。
然而，近年来，由于气候变化的影响，印度洋季风的模式发生了一些变化，给该地区的生态环境和人们的生活带来了一系列的挑战。
因此，我们需要关注印度洋季风气候变化的影响，并制定合适的适应策略来应对这一挑战。
首先，印度洋季风气候变化对该地区的农业产生了深远的影响。
印度洋地区的农业主要依赖于季风风降水来滋润农田，因此，气候变化对农作物的生长和产量产生了直接的影响。
随着气候变暖，印度洋季风的降雨模式也发生了变化，降雨量和降雨时间发生了明显的变化。
这会导致旱涝灾害频发，使农民难以预测和应对气候变化所带来的挑战。
因此，农民们需要采取适应策略，如优化灌溉系统、改进农作物品种和种植方式，以应对不稳定的降雨和高温等极端气候事件。
其次，印度洋季风气候变化对该地区的渔业也带来了一系列的影响。
印度洋地区的渔民靠海洋中的丰富资源维持生计，季风的变化会影响海洋环境和渔业资源的分布。
例如，由于季风强度和方向的变化，温度也发生了变化，导致海洋中的鱼类迁徙模式发生变化，影响了渔业的捕捞量和鱼类品种的多样性。
在应对这些变化时，渔民需要采取适应策略，如发展多样化的捕捞技术、保护和恢复渔业资源，以确保渔民的经济利益和渔业可持续发展。
除了影响农业和渔业外，印度洋季风气候变化还对该地区的社会生活带来了不可忽视的影响。
随着气候变暖，印度洋地区的海平面上升，这对低洼地区的居民构成了威胁。
海洋侵蚀和升水会导致海岸线的退缩，给沿海地区的居民带来了生活和财产的损失。
此外，提高灾害风险也给社会稳定和经济发展带来了挑战。
为了应对这些影响，政府和居民需要制定有效的适应策略，如加强海岸防护工程、加大对灾害影响的监测和预警力度，以降低灾害带来的风险。
总而言之，印度洋季风气候变化给该地区的农业、渔业和社会生活带来了一系列的影响。
为了应对这些影响，我们需要制定适当的适应策略。
海洋对全球气候调节起到关键作用
海洋对全球气候调节起到关键作用全球气候变化是人类面临的重大挑战之一，而海洋作为地球上最大的生态系统之一，对全球气候的调节起着至关重要的作用。
海洋通过吸收大量的热量和二氧化碳，调节了地球的温度和气候，同时也影响了全球的风系统和降水分布。
本文将探讨海洋对全球气候调节的关键作用，并解析其重要性和挑战。
首先，海洋通过吸收和储存大量的热量来调节全球气候。
海洋表面的水体与大气之间发生的热量交换对地球气候起着至关重要的作用。
与陆地相比，海洋能够吸收更多的太阳辐射和热量。
这是因为海水的热传导能力较高，海洋的热容量也较大。
全球的热量不均匀分布，海洋将热量从赤道地区输送到极地地区，使得地球气候更加平衡和稳定。
海洋表面的热量也直接影响着全球的天气和气候事件，例如厄尔尼诺现象和拉尼娜现象，这些现象对全球粮食产量和水资源的分配都有重要影响。
其次，海洋起到了重要的二氧化碳储存和调节作用。
二氧化碳是全球变暖的主要原因之一，而海洋是地球上最大的碳储存库。
海洋吸收了大约30％的人为排放的二氧化碳，通过生物化学作用将其转化为有机碳，或者通过物理和化学作用储存在海洋深层。
这些过程被称为海洋碳循环。
海洋的二氧化碳吸收缓解了温室气体的增加，减缓了全球变暖的程度。
然而，过量的二氧化碳吸收对海洋生态系统也带来了负面影响，导致海洋酸化和生物多样性的丧失。
因此，保护海洋生态系统，减少二氧化碳排放是至关重要的。
此外，海洋对全球风系统和降水分布起到调节作用。
海洋的温度差异和循环气流共同影响着全球气候的变化。
海洋的温暖水流，例如海洋表层的热带海流，会影响接触到它们的大气层，进而形成季风和风暴。
这些风力也将海洋上的热量、湿度和矿物质输送到陆地上，对陆地上的气候和降水分布产生影响。
例如，北大西洋暖流通过影响欧洲大陆上的气候，使其气候相对温暖和湿润，而北美洲东海岸则受到寒流的影响而气候较为寒冷。
尽管海洋对全球气候调节起着关键作用，但它们也面临许多挑战。
全球气候变化导致海平面上升和海洋温度升高，这对海洋生态系统造成了威胁。
全球变暖的影响与应对措施
全球变暖的影响与应对措施前言全球变暖是指地球大气和海洋表面温度升高的长期趋势。
这是人类活动导致的二氧化碳等温室气体排放增加，从而引起地球温度升高的结果。
全球变暖已经成为当今世界面临的最大环境问题之一，对自然和人类社会都带来了很多影响。
本文将探讨全球变暖的影响，并提出相应的应对措施。
影响1. 气候变化全球变暖导致气候变化，给地球带来了极端天气事件的增多，如干旱、洪灾和风暴等。
这些极端天气事件对农业、水资源、生态系统和人类社会造成了严重的影响。
2. 冰川融化全球变暖导致冰川融化加剧，这不仅威胁到冰川周边地区的生态系统，还会造成海平面上升。
海平面上升将会淹没低洼地区，并威胁到海岸线上数以亿计的人口。
3. 生物多样性减少全球变暖对生物多样性产生了很大影响。
气候变化使得一些物种栖息地丧失或减少，导致物种灭绝和生态系统失衡。
4. 疾病传播全球变暖还导致了某些疾病传播范围的扩大，如登革热、寨卡病毒等在一些原先没有发生的地区出现。
应对措施1. 减缓温室气体排放为了应对全球变暖问题，国际社会需要共同努力减缓温室气体排放。
各国政府可以制定更加严格的环保政策，推动清洁能源产业发展，促进能源结构调整，并鼓励公众采取低碳生活方式。
2. 加强国际合作全球变暖是一个全球性问题，需要各国共同努力解决。
各国政府应加强协调与合作，共同推动减排和应对气候变化行动。
3. 提高适应能力面对全球变暖导致的气候变化，各国政府和社会组织应积极采取措施提高适应能力。
这包括改善农业灌溉系统、推广耐旱耐盐的品种，加强自然灾害风险管理和减轻灾害影响，以及提高公众对气候变化的认识和应对能力。
4. 启动碳汇项目碳汇项目是指通过森林植被、湿地保护等方式吸收并储存大量二氧化碳等温室气体，以减少大气中温室气体含量。
各国可以启动碳汇项目，增加碳汇量，从而减缓全球变暖速度。
5. 加强科学研究与教育为了更好地应对全球变暖问题，需要加强科学研究和教育。
通过加强科学研究，深入了解全球变暖的机制和影响；通过开展教育活动，提高公众对全球变暖问题的认识和应对能力。
海洋生态系统对气候变化的响应与适应
海洋生态系统对气候变化的响应与适应气候变化是当前全球面临的重大挑战之一，对人类社会和自然生态系统都造成了巨大的影响。
其中，海洋生态系统作为地球最大的生态系统之一，对气候变化有着重要的响应与适应能力。
本文将从海洋生态系统的响应和适应两个方面进行论述。
一、海洋生态系统的响应气候变化对海洋生态系统的影响主要表现为海洋温度升高、海平面上升、海洋酸化、海洋风暴频次增加等。
这些气候变化因素都对海洋生态系统的物种组成、分布范围、生境结构和生态过程产生了重要影响。
1. 物种组成的变化气候变化导致海洋温度升高和海洋酸化，进而影响了海洋生态系统的物种组成。
一些温度敏感的物种会受到生存环境的影响而减少或消失，而一些喜温物种则扩大了其分布范围。
同时，酸化海水对珊瑚礁和贝类等生物的生长和繁殖也产生了负面影响。
2. 生境结构的变化海洋温度升高导致海冰的融化和海洋环流的改变，进而影响了海洋生态系统的生境结构。
很多依赖海冰的动物，如北极熊和海豹，面临着生存困境。
此外，海洋环流的变化还会影响海洋生态系统中的营养物质循环和生态过程。
3. 生态过程的变化气候变化对海洋生态系统中的生态过程产生了显著影响。
例如，温度升高加速了浮游植物的生长和生产力，对海洋食物链的结构和能量传递产生了重要影响。
此外，风暴频次的增加也会破坏海洋生态系统的平衡，对沿海生态系统的稳定性构成威胁。
二、海洋生态系统的适应尽管受到气候变化的影响，海洋生态系统仍然具备一定的适应能力，并通过一系列的响应机制来适应气候变化的挑战。
1. 遗传适应海洋生态系统中的许多物种具有较高的遗传变异性，从而能够在面对环境变化时通过遗传适应来应对。
例如，某些稀有物种具备快速适应环境变化的能力，它们的遗传多样性能够增加物种的生存能力和适应性。
2. 移动适应对于受到气候变化影响的物种来说，它们还可以通过移动来适应环境变化。
例如，部分鱼类和海洋无脊椎动物会迁移至更适宜的生境，以逃避高温和酸化海水的不利影响。
海洋环境对全球气候变化的影响
海洋环境对全球气候变化的影响全球气候变化是当今世界面临的最重要的环境问题之一。
而海洋环境作为地球系统的重要组成部分，对全球气候变化有着深远的影响。
海洋在调节气候、吸收和释放温室气体、影响大气循环等方面发挥着关键的作用。
本文将讨论海洋环境对全球气候变化的影响的几个关键方面。
首先，海洋对气候调节起到了重要的作用。
海洋具有巨大的热容量，能够吸收来自太阳辐射的热量并储存起来，平衡地球的能量收支。
海洋表面的水汽携带着大量的热量上升到大气中，形成云层和降水，从而为地球降温。
此外，海洋中的洋流系统也对气候起到重要的调节作用。
大洋环流不仅在水平上将热量和盐分重新分布，而且在垂直方向上也会深层循环，将富含营养物质的深海水带到表层，支持了丰富的生物生态系统，进一步调节了海气相互作用和地球气候。
其次，海洋对温室气体的吸收和释放也对全球气候产生影响。
温室气体正是导致全球气候变暖的主要因素之一，其中二氧化碳是主要持久的温室气体。
海洋能够吸收大量的二氧化碳，约占全球吸收总量的25%。
这是因为海洋表面的生物光合作用通过吸收二氧化碳进行光合作用，将其转化为有机物质，进而其一部分沉积到海底形成碳酸盐岩。
同时，海洋还通过物理过程将部分二氧化碳输送到深海。
然而，由于人类活动导致的二氧化碳排放剧增，使得海洋中的二氧化碳浓度升高，造成海洋酸化，对珊瑚礁和其他钙质生物造成严重威胁。
另外，海洋还通过影响大气循环对全球气候产生重要影响。
海洋表面的水分蒸发形成的水汽上升到大气中，在高空冷却时形成云层。
这些云层能够反射太阳辐射和地球辐射，从而减少地球的能量吸收，降低地球的表面温度。
此外，海洋还能够影响风的形成和风势的移动。
大规模的海洋表面温差会导致气候系统产生不稳定，引发气旋和气象系统的形成。
这些气象系统的移动影响了全球的气候格局，并对气候带来一系列的变化。
最后，海洋中的生物多样性对全球气候变化起到了关键的调节作用。
海洋中生物吸收大量的二氧化碳，并通过光合作用将其转化为有机碳。
太平洋岛国的气候变化适应策略
太平洋岛国的气候变化适应策略近年来，全球变暖对太平洋岛国的气候和可持续发展构成了巨大挑战。
这些岛国位于太平洋地区，包括斐济、马绍尔群岛、基里巴斯等，其经济和生态系统高度依赖于气候的稳定性。
然而，随着全球气温不断升高，激发了频繁的自然灾害和海平面上升的威胁，这些岛国必须积极应对气候变化，制定适应策略以保证其可持续发展。
首先，太平洋岛国通过加强监测和预警体系，及时做出应对。
由于这些岛国处于热带环境，经常面临飓风、洪水和干旱等极端天气事件的影响。
因此，建立及时有效的监测和预警系统至关重要。
岛国政府与国际组织合作，引进先进的气象雷达和灾害响应技术，以提前预警并做出紧急应对。
同时，加强社区意识教育，提高民众对自然灾害的认识和警惕性，以减少人员伤亡和财产损失。
其次，太平洋岛国通过生态保护和恢复来应对气候变化。
这些岛国依赖海洋资源和珊瑚礁生态系统提供的服务，包括鱼类养殖和旅游业。
全球变暖导致海洋温度上升和酸化，对珊瑚礁生态系统造成了严重的威胁。
因此，岛国政府采取了措施来保护和恢复珊瑚礁，例如设立海洋保护区和鼓励可持续的渔业管理。
此外，为了减少碳排放并增加碳吸收，这些岛国还推广植树造林和森林保护计划，以增加森林碳汇，减缓全球变暖带来的恶劣影响。
第三，太平洋岛国致力于可再生能源的转型。
当前，这些岛国主要依赖进口石油和天然气供应能源。
然而，随着全球能源转型的呼声日益高涨，这些岛国开始积极推动可再生能源的发展。
例如，斐济政府制定了可再生能源政策，鼓励在岛屿上建设太阳能电池板和风力发电设施。
此外，利用潮汐能和地热能等独特的地理资源，也成为岛国发展可再生能源的潜力所在。
通过减少对化石燃料的依赖，太平洋岛国可以减少碳排放并提高能源安全性。
最后，太平洋岛国倡导国际合作，争取更多的支持和资源。
由于这些岛国的国土面积较小，国内资源有限，因此它们需要依靠国际社会的支持和援助来应对气候变化。
这些岛国积极参与国际气候变化谈判，提出自己的特殊需求和立场。
高中地理太平洋效应
高中地理太平洋效应太平洋效应，又称为“环太平洋影响”或“太平洋环流”，是指太平洋地区的一系列自然现象对全球气候系统产生的影响。
它是地球上最大的海洋热带区域，其庞大的面积和深水量使其在全球气候变化中起着重要的作用。
本文将详细探讨太平洋效应对全球气候、经济和生态系统的影响。
一、太平洋气候现象太平洋地区独特的气候现象对全球气候产生广泛而显著的影响。
其中最重要的是厄尔尼诺－南方涛动（ENSO）现象，该现象是太平洋东部海水表面温度异常增温的结果。
这种现象周期性地出现，并引发全球范围内的气候异常，如干旱、洪水和风暴活动。
二、太平洋对全球气候的影响1. 气候异常事件：厄尔尼诺现象导致全球范围内的气候异常，包括南美洲和东南亚地区的极端降水和干旱事件。
这些异常天气条件对农业、水资源和生态系统造成严重影响，导致大规模的经济损失。
2. 气候变化：太平洋效应对全球气候变化具有重要影响。
海洋热带环流系统调控着大气层的温度和湿度分布，从而影响全球气候模式。
太平洋海洋表面温度的变化可以引发全球尺度的气候变化，如海平面上升、极端气温事件和极端天气现象增加等。
这些变化对人类社会和自然生态系统产生深远影响。
三、太平洋对经济的影响1. 渔业资源：太平洋是世界上最重要的渔业资源之一。
太平洋地区的温暖海洋环境为众多的鱼类提供了理想的生存条件。
然而，太平洋效应引发的气候变化可能导致鱼类迁徙和数量分布的改变，对渔业资源造成影响。
2. 海洋交通：太平洋是全球最重要的航运通道之一。
其海域内的环流、洋流和季风系统对国际贸易和海运业务产生影响。
太平洋效应的气候异常事件可能引发风暴和海浪增加，对海洋交通和航线安全构成挑战。
四、太平洋对生态系统的影响1. 珊瑚礁生态系统：太平洋地区拥有世界上最丰富的珊瑚礁生态系统之一。
然而，气候变化引发的海洋变暖、酸化和海水位上升等问题严重威胁珊瑚礁的生存。
太平洋效应加剧了这些问题，对珊瑚礁的健康和多样性构成威胁。
2. 海洋生物多样性：太平洋海域是世界上最重要的生物多样性热点之一。
海洋生物对全球变暖的响应与适应
海洋生物对全球变暖的响应与适应全球变暖是当前人类面临的严峻挑战之一，对地球上各个生态系统产生深远影响。
其中，海洋生物作为海洋生态系统的重要组成部分，对全球变暖所带来的环境改变也做出了相应的响应和适应。
本文将探讨海洋生物如何应对全球变暖，以及这些响应与适应的意义和影响。
一、全球变暖对海洋生物的影响全球变暖导致海洋温度的升高，海洋酸化程度的加剧以及海平面上升等现象。
这些变化对海洋生物的生存和繁衍产生了重要影响。
1. 温度升高的影响全球变暖导致海洋温度升高，这对海洋生物的生长和繁殖有着直接的影响。
许多生物的生理和生态特性受到温度的控制，温度变化对它们的生命周期、行为和分布范围都会产生显著影响。
一些热带物种的扩散速度加快，与此同时，一些极地物种由于越来越不适应的温度环境，面临着生存压力。
2. 酸化程度加剧的影响全球变暖也导致了大气中二氧化碳浓度的升高，进而引发了海洋酸化的现象。
海洋酸化对海洋生物的钙化过程和贝壳类生物特别重要，高酸度环境会阻碍钙化过程，使得某些生物无法建立或维持其保护性外壳。
这对海洋生物的生存和生态系统的稳定性都产生了负面影响。
3. 海平面上升的影响全球变暖导致冰川融化和海水膨胀，进而引发了海平面上升的现象。
这对于岸线生物的栖息地和繁殖地产生了直接的影响，生境的丧失将导致一些物种的灭绝或迁徙。
海平面上升还将引发更多的潮间带和河口生态系统的淹没，破坏了这些生态系统的稳定性。
二、海洋生物对全球变暖的响应面对全球变暖的挑战，海洋生物表现出了多种形式的响应。
这些响应包括行为和生理上的适应、种群和物种分布范围的变化以及进化适应等。
1. 行为和生理上的适应一些海洋生物通过调整行为和生理特性来适应全球变暖所带来的环境变化。
例如，一些鱼类和动物可以通过改变迁徙时间和季节，来适应温度升高的影响。
此外，一些生物还可以通过改变体色和模式来适应环境的变化，以增加其在新环境下的生存能力。
2. 种群和物种分布范围的变化全球变暖使得一些物种的分布范围发生了显著变化。
面积最大的海洋生态系统与全球气候调节
面积最大的海洋生态系统与全球气候调节海洋是地球上最广阔的生态系统之一，占据了约70%的地球表面积。
在这个广袤的蓝色海洋世界中，生物多样性丰富，而其中的海洋生态系统对于全球气候调节起着至关重要的作用。
首先，让我们来探索一下地球上面积最大的海洋生态系统——大洋。
大洋是海洋生态系统中的最大型，分为太平洋、大西洋、印度洋和南极洲洋。
这些大洋占据了地球表面积的绝大部分，其庞大的面积为海洋生物提供了广阔的生存空间。
这些生物以及它们之间的相互关系构成了复杂的食物链和食物网，形成了一个错综复杂的生态平衡系统。
大洋中有许多重要的生态系统，比如珊瑚礁、潮汐带、海草床和深海生态系统等。
其中，珊瑚礁是具有高度生物多样性的海洋生态系统之一，是许多鱼类和其他海洋生物的栖息地。
珊瑚礁还能防止海浪侵蚀海岸线，保护沿海地区的生态环境。
此外，海草床在海洋生态系统中也起着重要的作用，它们能够吸收二氧化碳并释放氧气，为海洋动物提供庇护所。
海洋生态系统对全球气候调节有着深远的影响。
首先，海洋通过吸收和存储大量的热能来调节地球的温度。
海洋表面的水汽会在大气中形成云层，并与陆地上的水汽形成降水，从而对地球的水循环起到关键的作用。
此外，海洋还能吸收大量的二氧化碳，减缓全球变暖的进程。
海洋中的浮游植物通过光合作用吸收二氧化碳，并将其转化为有机物质。
这些有机物质最终沉积在海底，形成了海洋生物的巨大碳储库。
然而，当前全球气候变化的速度和规模对海洋生态系统构成了巨大的威胁。
气候变暖导致海洋温度上升，这对珊瑚礁等敏感生态系统造成了巨大的冲击。
高温还会导致海洋中的浮游植物大量死亡，打乱了食物链和食物网的平衡。
此外，海洋酸化也是一个严重的问题，大量的二氧化碳溶解在海水中导致海洋酸度上升，对海洋生物的生存和繁殖产生了不可逆转的影响。
维护和保护海洋生态系统对于全球气候调节至关重要。
我们需要采取措施减少温室气体的排放，降低全球气温的上升速度。
同时还需要加强保护珊瑚礁、海草床等生态系统，减少海洋污染和过度捕捞的行为。
海洋保护与气候变化的关联与应对策略
海洋保护与气候变化的关联与应对策略近年来，全球气候变化日益严峻，给地球生态系统带来了巨大挑战。
在这个过程中，海洋保护成为了重要议题之一。
本文将探讨海洋保护与气候变化之间的关联，并提出一些应对策略。
一、海洋保护与气候变化的关联1.1 海洋吸收温室气体海洋是地球系统中最大的碳汇之一，它通过吸收大气中的二氧化碳来减缓气候变化的速度。
然而，随着人类活动的增加，大量的二氧化碳被排放到大气中，致使海洋吸收的二氧化碳也越来越多。
长期以来，这种情况对海洋生态系统造成了巨大压力，导致海洋酸化等问题。
1.2 气候变化对海洋生态系统的影响气候变化不仅仅影响陆地，也对海洋生态系统带来了深远的影响。
全球变暖导致海平面上升，威胁到沿海城市和岛屿居民的生活。
气候变化也引起了海洋温度的上升以及海洋风暴活动的增加，进而对海洋生物多样性和食物链造成了破坏。
二、海洋保护与气候变化的应对策略2.1 加强海洋保护区建设建立海洋保护区是保护海洋生态系统的重要手段之一。
通过设立保护区，限制捕捞活动、禁止破坏性捕捞工具的使用，并提供适宜生存的环境，可以保护海洋生物栖息地，维护生物多样性的稳定。
2.2 推进可持续渔业管理渔业是许多沿海地区的重要经济资源，但不可持续的捕捞方式对海洋生态系统造成了极大伤害。
应该通过限制渔量、实行禁渔期等措施，保证渔业资源的可持续利用，以及维持鱼类种群的稳定。
2.3 减少温室气体排放减少温室气体的排放是应对气候变化的关键措施。
各国应该加大力度推行可再生能源的发展，减少化石燃料的使用。
同时，改善工业生产过程，提高能源利用效率，也是减少温室气体排放的重要方向。
2.4 加强科学研究与国际合作海洋保护与气候变化是全球性的问题，需要各国共同努力和合作。
应加强科学研究，提高对气候变化和海洋生态系统的理解。
通过国际合作机制，分享经验，共同制定应对策略，并加强监测和评估，实现跨国界的海洋保护与气候变化控制。
结论海洋保护与气候变化密切相关，亟需采取有效的应对策略来保护海洋生态系统。
海洋保护与气候变化相互影响与应对策略
海洋保护与气候变化相互影响与应对策略在当今世界上，海洋保护和气候变化成为了全球社会关注的热点话题。
海洋生态系统是地球生态系统的重要组成部分，而气候变化则对海洋生态系统产生重大影响。
本文将讨论海洋保护与气候变化之间的相互关系，并提出应对策略。
一、海洋保护与气候变化的相互关系1. 海洋对气候的调节作用海洋具有温暖、吸热、吸湿等特性，能够调节气候。
海洋表面的蒸发、降水和洋流运动等过程影响着全球气候模式，维持着地球的热平衡。
海洋中的浮游生物还能通过光合作用吸收二氧化碳，起到碳汇的作用，缓解温室效应。
2. 气候变化对海洋生态系统的影响气候变化导致海平面上升、海水温度升高、酸化等现象，对海洋生态系统产生直接影响。
例如，珊瑚礁遭受到的海水温度升高和酸化程度增加，引发珊瑚白化和死亡现象。
同时，气候变化也改变了海洋食物链、物种分布和海洋生物的繁殖周期，打乱了海洋生态系统的平衡。
二、应对策略1. 加强海洋保护为了保护海洋生态系统并减缓气候变化的影响，需要采取以下策略：（1）建立海洋保护区：设立特定区域来保护珊瑚礁、鱼类和海洋生物多样性，限制不合法的捕捞和工业活动。
（2）推进可持续渔业：限制捕捞量，禁止或减少破坏性捕捞方法，保护渔业资源的可持续利用。
（3）减少塑料污染：限制使用一次性塑料制品，提倡回收再利用，减少塑料进入海洋造成的环境破坏。
2. 减缓气候变化为了减缓气候变化的速度和程度，需要采取以下策略：（1）减少温室气体排放：加强工业和交通领域的减排措施，推广清洁能源的使用，提高能效。
（2）发展可再生能源：大力发展太阳能、风能等可再生能源，减少对化石能源的依赖，减少碳排放。
（3）加强国际合作：各国应加强合作，签署和履行国际气候协议，共同应对全球气候变化的挑战。
三、总结海洋保护与气候变化之间存在着密切的相互关系。
海洋对气候起着调节作用，而气候变化对海洋生态系统产生直接影响。
为了应对这些挑战，我们需要加强海洋保护措施，包括建立海洋保护区和减少塑料污染等；同时，也要减缓气候变化的速度和程度，通过减少温室气体排放和发展可再生能源来保护海洋生态系统。
海洋保护对改善全球气候有何作用
海洋保护对改善全球气候有何作用在我们生活的这个蓝色星球上，海洋占据了绝大部分的面积。
海洋不仅是地球上生命的摇篮，也是调节全球气候的关键因素。
然而，随着人类活动的不断加剧，海洋正面临着前所未有的威胁。
那么，保护海洋对于改善全球气候究竟有着怎样至关重要的作用呢？首先，海洋是巨大的碳库，对减缓气候变化起着重要的作用。
海洋中的浮游植物通过光合作用吸收大量的二氧化碳，并将其转化为有机物质。
这些有机物质在海洋生态系统中不断循环，一部分最终沉淀到海底，形成长期的碳储存。
据估计，海洋每年吸收的二氧化碳约占全球排放总量的四分之一。
同时，海洋中的红树林、海草床和盐沼等生态系统也具有强大的碳汇能力。
这些生态系统被称为“蓝色碳汇”，它们能够有效地固定和储存碳。
红树林的根系发达，可以在土壤中积累大量的有机碳；海草床能够快速生长和繁殖，吸收大量的二氧化碳；盐沼则通过土壤和植被的相互作用储存碳。
保护和恢复这些海洋生态系统，对于增加碳汇、缓解气候变化具有重要意义。
海洋的温度调节功能对于全球气候的稳定也不可或缺。
海洋具有巨大的热容量，能够吸收和储存大量的热量。
在夏季，海洋吸收热量，使陆地气温不至于过高；在冬季，海洋释放热量，减缓陆地气温的下降。
这种温度调节作用使得沿海地区的气候相对温和，减少了极端气温的出现。
然而，随着全球变暖，海洋的温度也在不断上升。
这不仅会影响海洋生态系统的平衡，还可能引发一系列的气候反馈机制。
例如，温暖的海水会导致海平面上升，威胁沿海地区的生态和人类居住环境。
此外，海洋温度的变化还可能影响大气环流模式，改变全球的降水分布，进一步加剧气候的不稳定。
海洋还在全球水汽循环中扮演着重要角色。
海水蒸发形成的水汽是大气中水汽的主要来源之一。
这些水汽通过大气环流输送到陆地，形成降水。
海洋的蒸发和降水过程对于调节全球的水分分布和气候模式起着关键作用。
当海洋受到污染和破坏时，其蒸发和降水的模式可能会发生改变。
例如，大面积的石油泄漏可能会抑制海水的蒸发，减少向大气中输送的水汽量，从而影响局部地区的降水。
晚中新世以来印度洋-太平洋暖池水体交换过程及其气候效应
第38卷第3期2020年7月海洋科学进展A D V A N C E S I N MA R I N E S C I E N C EV o l .38 N o .3J u l y,2020晚中新世以来印度洋-太平洋暖池水体交换过程及其气候效应李铁刚1,2,熊志方1,2,贾 奇1,2(1.自然资源部第一海洋研究所,山东青岛266061;2.青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室,山东青岛266237)收稿日期:2019-11-28资助项目:国家自然科学基金项目 晚中新世以来印度洋-太平洋暖池水体交换过程及其气候效应(41830539),上新世-更新世过渡期西太平洋暖池E N S O 式变化及其对北半球大冰期成因的启示(41906063),中布容期热带西太平洋深部[C O 2-3]变化:碳循环过程与气候效应(41806084)和上新世以来热带西太平洋深部呼吸碳库的演化及其与大气p C O 2冰期旋回的关联(91858106);泰山学者工程专项 泰山学者特聘专家计划(t s 20190963)作者简介:李铁刚(1965-),男,研究员,博士,主要从事古海洋学与古环境方面研究.E -m a i l :t g l i @f i o .o r g.c n (陈 靖 编辑)摘 要:以印尼海道或印尼穿越流连接的印度洋-太平洋暖池之间的水体交换不仅控制了印-太热带海区的物质㊁热量和淡水收支,也通过反馈和遥相关机制对高纬海区产生影响,因而在调控区域和全球气候中功不可没㊂本文综述了晚中新世以来印尼海道或印尼穿越流的演化历史及其对热带和高纬海区气候的影响过程与机制㊂千年和轨道尺度上,印尼穿越流在冰期为表层流主导;在间冰期温跃层流得到强化;在冰消期为表层流主导向温跃层流主导过渡,其转换模式与海平面㊁温盐环流㊁类E N S O 和东亚季风等密切相关,但其中的作用机制异常复杂㊂构造尺度上,印尼海道呈多期次逐渐关闭的趋势,但其相对开合㊁张缩的时间存在争议㊂印尼海道或印尼穿越流的演化改组了印度洋暖池和西太平洋暖池之间热量㊁营养物㊁水团和洋流的分布,对暖池的形成与发展以及类E N S O 特别是上新世暖期永久类E lN i ño 产生重要影响㊂印尼海道的关闭被认为触发了北半球大冰期,然而切断向北半球高纬海区热量的输送是由通过印尼海道关闭引起的大洋环流还是大气环流效应所致,目前还没有定论㊂印-太暖池水体交换对热带和高纬海区气候影响机制的诸多假说还只停留在模型模拟的阶段,缺乏高质量古海洋记录的实证检验㊂针对本文提出的科学问题和阐述的未来研究方向,在印-太暖池印尼海道两侧设计站位,并获取高分辨率或长时间跨度的岩芯,实施综合对比的全水层古海洋学研究,是加深该领域研究的当务之急㊂关键词:印尼海道;印尼穿越流;E N S O ;北半球大冰期;热量与水汽中图分类号:P 532 文献标识码:A 文章编号:1671-6647(2020)03-0377-13d o i :10.3969/j.i s s n .1671-6647.2020.03.001引用格式:L IT G ,X I O N GZF ,J I A Q.W a t e r e x c h a n g e b e t w e e nw e s t e r nP a c i f i cw a r m p o o l a n d I n d i a nw a r m p o o l a n d i t s c l i m a t i c e f f e c t s s i n c e t h e l a t eM i o c e n e [J ].A d v a n c e s i nM a r i n e S c i e n c e ,2020,38(3):377-389.李铁刚,熊志方,贾奇.晚中新世以来印度洋-太平洋暖池水体交换过程及其气候效应[J ].海洋科学进展,2020,38(3):377-389.印度洋-太平洋暖池(以下简称印-太暖池)以其巨厚的表层暖水覆盖大范围的热带西太平洋和热带东印度洋,是全球面积最大的表层暖水聚集区,也是世界上最重要的热量和水汽源区之一[1-2]㊂印-太暖池的热引擎和蒸汽源角色决定其上层水体结构和表层温度的较小变化很可能引起全球气候系统明显的反馈效应[3-5],因而其在全球气候变化中的驱动地位举足轻重㊂从地理位置上看,尽管印-太暖池被印度尼西亚群岛阻隔为西太平洋暖池(简称西太暖池)和印度洋暖池,然而这两个暖池存在着紧密的联系[6-7]㊂这其中,印尼海道的开关㊁张缩以及印尼穿越流的强弱控制了从西太暖池向印度洋暖池的水体输送和热量传输,因而在印-太暖池水体交换中扮演主导角色[8-10]㊂另外,印尼穿越流作为全球温盐环流的关键环节,直接将印-太暖池的热带气候效应放大或遥相关到高纬海区,对高纬海区的气候也产生重要影响[11-12]㊂因此,查明不同时间尺度Copyright©博看网 . All Rights Reserved.378海洋科学进展38卷上印-太暖池水体交换的演化过程并揭示其对区域或全球气候的影响机理与反馈效应,对于理解过去气候变化的驱动机制非常重要㊂近年来,随着国际大型科考航次在印-太暖池取得的高质量沉积物岩芯及其随后开展的广泛国际合作,使得在该区域的古海洋学研究取得了长足的进展[13-15]㊂本文首先总结晚中新世以来印尼海道或印尼穿越流在千年㊁轨道和构造时间尺度上的演化特征或趋势,并进一步综述印-太暖池水体交换对热带和高纬海区气候的影响过程与机理,然后指出该领域相关古海洋学研究存在的问题,最后展望该领域可以拓展的研究方向,以期为国内学术同行提供参考与借鉴㊂1国内外研究现状1.1印尼海道或印尼穿越流的演化1.1.1千年和轨道尺度上印尼穿越流的演化印-太暖池的水体交换必须以印尼海道或印尼穿越流的演化作为外在表征㊂千年和轨道尺度上,印尼穿越流相关的古海洋学研究比较薄弱,但是也取得了一些进展㊂冰期,印尼穿越流主要为高温高盐的表层流;间冰期,印尼穿越流作为温跃层流得到强化[16-17];而在冰消期,印尼穿越流从表层流主导向温跃层流主导过渡[17-19]㊂尽管各气候模态下印尼穿越流的主导层流查明得比较清楚,然而其控制因素还没有很好地确定,众说纷纭㊂例如,冰消期印尼穿越流从表层流主导转变为温跃层流主导可能是响应海平面上升的结果[17-19]㊂冰期或北大西洋冷事件期间,印尼穿越流随着全球温盐环流的减弱而减弱[20]㊂X u[21]提出印尼穿越流的通量㊁水体性质和垂向层化受到类E N S O和东亚季风的影响,认为早全新世增加的东亚季风降雨和盛行的类L aN iña抑制了印尼穿越流的表层流属性,从而导致其作为温跃层流得以加强㊂因此,在千年和轨道尺度上,印尼穿越流发生了显著的变化,并与海平面㊁全球温盐环流㊁类E N S O和东亚季风密切相关,然而其中的作用机制盘根错节㊂1.1.2构造尺度上印尼海道或印尼穿越流的演化与千年和轨道等短时间尺度上的印尼穿越流演化相比,构造尺度上的印尼海道或印尼穿越流演化及其长期趋势研究就少之甚少㊂总体而言,晚中新世以来印尼海道处于阶段性逐渐关闭的状态,相关证据来自于构造地质学与古海洋学两个方面㊂通过综合分析印尼海区的构造地质活动资料,周祖翼等[22]提出印尼海道演化的两度关闭模式,认为印尼海道在11-9M a时第一次关闭,9-6M a为关闭第一间歇期;6-1M a时第二次关闭,1.0-0.2M a为关闭第二间歇期㊂H a l l[23]通过构造运动分析,发现10M a时澳大利亚西北部的侏罗系洋壳开始发生俯冲,引起上覆板块的形变;5M a前后,板块运动发生重要变化,其中马尼拉海沟俯冲加速,澳大利亚-太平洋板块汇聚引起新几内亚进一步抬升;这一系列构造活动最终引起印尼海道的逐渐收缩(图1)㊂此外,最近研究表明,印尼海区在6M a和3M a时发生的2次阶段性构造变形都使印尼海道逐渐关闭[24]㊂然而,由于印尼海道的长期演化受到构造地质发育历史的控制[25],印澳-欧亚-太平洋板块相互碰撞的许多证据已遭后继的板块俯冲等构造活动所破坏[23],因此要从构造演化角度准确重建印尼海道演化历史是相当困难的㊂研究人员将研究方向转向了古海洋学分析㊂基于有孔虫生物地理分布的研究,K e n n e t t等[26]认为西太暖池形成于印尼海道关闭之后距今约8M a期间;而S r i n i v a s a n和S i n h a[27]却认为印尼海道完全关闭不过在5.2M a前后㊂G a l l a g h e r等[28]指出印尼穿越流的长期演化呈阶段性变化:在10.0-4.4M a,印尼穿越流减弱,在4.4-4.0M a,印尼穿越流增强,在4.0-1.6M a,印尼穿越流再次减弱,在1.6-0.8M a,印尼穿越流又有所增强,而到0.8M a之后,印尼穿越流再次受到抑制㊂此外,M a r t i n和S c h e r[29]利用印度洋O D P757B站鱼牙N d同位素(εN d)与太平洋多站位铁锰结壳εN d(T)[30-31]对比发现,11.0-5.5M a,印尼海道处于相对打开的状态,5.5-3.4M a时通过印尼海道的洋流受阻,而3.4M a之后印尼海道可能再次打开或者通过印尼海道Copyright©博看网 . All Rights Reserved.3期李铁刚,等:晚中新世以来印度洋-太平洋暖池水体交换过程及其气候效应379的水团来源发生改变;S i n g h和G u p t a[32]对O D P757B站微体古生物学分析同样表明,在约11M a,底栖有孔虫N u t t a l l i d e s u m b o n i f e r a丰度快速增加,表明太平洋深层水向印度洋的传输增强,然而在3.0-2.8M a, N.u m b o n i f e r a丰度降低,表明太平洋与印度洋之间通过印尼海道的中深层水交换减弱或完全中断(图2)㊂由此可见,古海洋学视角确实能提供丰富的长尺度印尼海道或印尼穿越流演化信息㊂图110M a和5M a时东南亚构造活动指示的印尼海道演化[23]F i g.1 E v o l u t i o no f t h e I n d o n e s i a n s e a w a y a t10a n d5M a,b a s e do n t h e t e c t o n i c a c t i v i t y i nS o u t h e a s tA s i a[23]Copyright©博看网 . All Rights Reserved.380海洋科学进展38卷图2印度洋O D P757B站鱼牙εN d(T)[29]㊁N u t t a l l i d e s u m b o n i f e r a丰度[32]与太平洋C D29-2[30]㊁D11-1[30]㊁V A13/2[30]㊁T a s m a n[31]和N o v a[31]铁锰结壳εN d(T)记录的对比F i g.2 C o m p a r i s o no f f i s h t e e t hεN d[29]a n d N u t t a l l i d e s u m b o n i f e r a a b u n d a n c e s[32]i nO D PS i t e757Bw i t hf e r r o m a ng a n e s e c r u s tεN d i n s i t e sC D29-2[30],D11-1[30],V A13/2[30],T a s m a n[31]a n dN o v a[31]o fP a c i f i cO c e a n1.1.3南海穿越流对印尼穿越流的影响南海穿越流从吕宋海峡进入南海,经由民都洛岛海峡和卡里马塔海峡,最终汇入印尼穿越流[33]㊂南海穿越流作为淡水传送带,其强弱变化对印尼穿越流产生重要影响[34]㊂在年际时间尺度上,由于受到大尺度风应力的影响,印尼穿越流和南海穿越流总是表现出反相位的变化特征[35]㊂在E lN iño年,南海穿越流增强,淡水侵入望加锡海峡,抑制了印尼穿越流表层海水的向南流动,从而导致印尼穿越流表层流显著减弱[36-39]㊂目前对于地质历史时期南海穿越流对印尼穿越流影响的研究相对较少㊂在千年和轨道时间尺度上,冰阶和冰期时,由于北半球冰体积增大,海平面降低,巽他陆架和爪哇海的大面积出露,南海穿越流被阻断,从而使得印尼穿越流表层流增强[18-9,25,40-41]㊂构造时间尺度上,最近研究发现在约3.54M a,构造作用引起印尼海道关闭的同时,南海穿越流对印尼穿越流的影响增强[42]㊂由此可见,在探讨地史时期印尼穿越流演变时,有必要将南海穿越流对其的影响加以考虑㊂1.2印-太暖池水体交换对热带海区气候的影响1.2.1对印度洋暖池气候的影响印尼海道或印尼穿越流演化导致的印-太暖池水体交换对区域和全球气候产生重要影响㊂对热带海区而言,印尼海道的开关或张缩通过直接改变印尼穿越流来影响印-太暖池的洋流组成和水体性质[43-44]㊂模拟结果表明,5-3M a时澳大利亚与新几内亚处于现在位置以南约2ʎ~3ʎ处,太平洋与印度洋之间存在一个相对宽且深的海道,之后由于印尼海道收缩引起的洋流改组,使印度洋表层海水温度降低[44]㊂印尼海道收缩引起的洋流和水体变化也在古海洋学记录中得到证实,例如D S D P214站浮游有孔虫δ18O与M g/C a记录表明,在3.50-2.95M a热带东印度洋次表层温度降低,表层盐度降低,可能响应于印尼海道收缩重组导致的印尼穿越流水体来源由南太平洋水(高温高盐)变为北太平洋水(低温低盐)[45](图3)㊂另外,在6.5-3.0 M a,特别是在5M a左右,中印度洋中层水低氧带显著扩张,可能与印尼穿越流受限导致向印度洋输送的温Copyright©博看网 . All Rights Reserved.3期李铁刚,等:晚中新世以来印度洋-太平洋暖池水体交换过程及其气候效应381暖贫养水团显著减少,从而使生物生产力增加有关[46-48]㊂此外,在14-3.5M a,印尼海道的逐渐关闭导致中新世印度洋赤道喷射流的形成,这一由东向西的上-中层洋流对整个印度洋环流系统产生重要影响[49]㊂而后,在4.0-2.5M a,印尼海道的继续收缩导致了中新世印度洋赤道喷射流的减弱与消亡,最终演化为现代印尼穿越流[39]㊂图3现代与5M a时印尼穿越流(I T F)演化[23,34,45]F i g.3 S t y l e s o f t h e I n d o n e s i a n t h r o u g h f l o wa t p r e s e n t a n d5M a[23,34,45]1.2.2对西太平洋暖池气候的影响印-太暖池的核心是西太暖池,其范围广,是印-太暖池水体交换的源头,在全球气候中有重要地位㊂越来越多的研究已经证实,以西太暖池为代表的热带过程对全球气候的影响不亚于以北大西洋经向翻转环流为代表的北半球高纬过程[50-51]㊂同上述印度洋暖池D S P D214站记录相对应,西太暖池南部边缘D S D P 590B站古海洋学记录表明,3.5M a之后印尼海道的收缩导致东澳大利亚流的扩张,致使西南太平洋表层盐度和温度升高,减小了西南太平洋与热带西太平洋的海表温度梯度[52]㊂另外,C a n e和M o l n a r[44]通过数值模拟显示,4-3M a时印尼海道关闭引起的洋流改组还会导致西太暖池上层水体温度的升高㊂然而,赤道西太平洋O D P806站重建的表层和次表层温度记录并不支持模拟结果在4-3M a,热带西太平洋上层水体温度并没有升高的现象[53-54]㊂因而,J o c h u m等[55]指出,印尼海道的关闭对热带太平洋的影响可能是更加复杂的过程㊂印-太暖池水体交换不仅对西太暖池的上述单个水文㊁环境因子有重要作用,还对西太暖池的热带系统影响深刻㊂这其中,西太暖池的形成演化和类E N S O是热带过程绕不开的科学命题㊂古海洋记录表明晚中新世印尼海道的逐渐关闭是原始西太暖池形成和演化的主要原因[56-57]㊂但是对于原始西太暖池的形成时间,目前的报道说法不一[26,56,58-60]㊂微体古生物学证据显示原始西太暖池形成于8M a[26];浮游有孔虫氧同位素证据显示,9.9-7.5M a暖水在赤道西太平洋的堆积导致温跃层加深,表明原始暖池可能在该阶段形成[58];而J i a n等[56]则表明原始西太暖池形成于11.5-10.6M a㊂另外,O D P806站浮游有孔虫δ18O记录表明,当印尼海道收缩或海平面降低时,西太暖池扩张得以发展;当印尼海道相对打开时,西太暖池的发展受到Copyright©博看网 . All Rights Reserved.382海洋科学进展38卷抑制[57]㊂然而,V o nD e rH e y d t和D i j k s t r a[61]却认为印尼海道的打开并不能阻止西太暖池的发展,只是使暖池的位置向印度洋方向移动㊂可见,古海洋学家在印尼海道演化对西太暖池形成与发展的影响问题上也存在争议㊂印尼海道或印尼穿越流演化对西太暖池类E N S O的影响研究主要体现在数值模拟计算方面㊂模拟结果表明,印尼海道的开㊁关以及引起的印尼穿越流改变对类E N S O的频率㊁强度和长期演化有重要影响[55,62-63]㊂例如,J o c h u m等[55]认为印尼海道在相对扩张状态下,伴随着中太平洋表层温度的升高以及类E N S O活动的减弱㊂然而问题是,除特殊E N S O式过程(详见下述永久类E lN iño)外,缺乏古海洋记录去证实这些有关印尼海道或印尼穿越流演化对(普通)类E N S O影响的数值模拟研究结论㊂但这些数值模拟结果恰恰说明从古海洋学视角研究印尼海道或印尼穿越流对类E N S O的影响行之有效㊂印尼海道或印尼穿越流演化对西太暖池E N S O式过程的影响研究集中于上新世暖期(4.5-3M a)的永久类E l N iño㊂永久类E l N iño是被推断发生在早上新世区别普通E N S O式变化的一种长期气候状态,也被认为是导致该时期全球温度升高的主要因素[53]㊂与现代显著的热带太平洋带状温度梯度不同,上新世暖期东西太平洋温度梯度仅有1.5ħ,沃克环流减弱,仅相当于现今E lN iño发生时的状态,因而被称为永久类E lN iño[64-67]㊂然而,对于上新世暖期永久类E lN iño的成因目前有多种解释(如亚热带海洋混合增强㊁低云反照率减小和大气p C O2升高等),但没有哪一种能单独圆满答复[68]㊂这其中,印尼海道的张缩被认为在永久类E lN iño的形成与转化中扮演主要角色㊂印尼海道在相对打开的条件下,有利于西太暖池处于永久类E l N iño状态,而印尼海道的变窄阻挡了温暖的南太平洋海水进入到印度洋,从而使太平洋带状温度梯度增大,沃克环流增强,有利于气候从永久类E lN iño转变为正常的类E N S O模式[44]㊂进一步,上新世暖期永久类E lN iño是否存在,不少研究也提出异议[69-72]㊂早上新世菲律宾珊瑚δ18O和S S T记录显示其变化特征与现代正常E N S O式变化相似,不存在永久类E lN iño[69]㊂Z h a n g等[70-71]基于T E X86反演的东-西太平洋海表温度梯度为3ħ,同样不支持早上新世存在永久类E lN iño㊂更富戏剧性的是,几个研究表明上新世暖期东-西太平洋温跃层倾斜度增大,可能处于超强类L aN iña状态[73-74]㊂1.3印-太暖池水体交换对高纬海区气候的影响印-太暖池水体交换不但调控区域热带气候过程,也对全球重大气候转型或事件产生重要影响㊂其中,约2.75M a时,北半球大冰期启动,标志着上新世暖期的结束,全球平均温度下降约3ħ,全球气候发生重大转折[75-78]㊂国际学术界对北半球大冰期的形成机制进行了广泛的探讨,但争议一直未断㊂太阳辐射量[76]㊁大气p C O2[69]㊁大洋温盐环流[66,79]㊁热带太平洋带状温度梯度[80]和构造隆升[81]等都被认为是导致北半球大冰期的重要因素㊂其中,热带太平洋东西两侧海道(即巴拿马地峡和印尼海道)的关闭被认为可能是导致北半球大冰期的先决条件[44,82]㊂但是,最近的几个研究表明巴拿马地峡关闭对大洋环流的影响时间(4.6-4.0 M a)要早于北半球大冰期大约1M a[79,83];而且模拟结果也证实巴拿马地峡关闭可能不足以撼动北半球大冰期的启动[84]㊂由于巴拿马地峡关闭假说对解释北半球大冰期成因的失效,这就不得不促使我们将目光转向印尼海道的演化㊂目前,印尼海道的关闭及其引起的印尼穿越流水团来源的改变可能通过4种方式影响北半球大冰期的启动(图4):1)使暖水路径上南大西洋次表层盐度降低,导致大西洋经向翻转环流减弱[45,79,85];2)使从印度洋向极地和南大西洋输送的热量减少,从而产生一连串气候效应(如锋带的极向移动),促进北半球大冰期增强[45,52,86-87];3)导致印尼海区陆地出露面积增大约60%,可能通过影响沃克环流和大气p C O2对北半球大冰期产生影响[81];4)导致新几内亚阻挡,使南太平洋暖水不能进入印度洋,导致太平洋带状温度梯度增大,沃克环流增强,通过热带东太平洋向北半球高纬区域的大气热传输减少,从而促进北半球冰盖扩张,触发了北半球大冰期[44]㊂Copyright©博看网 . All Rights Reserved.3期李铁刚,等:晚中新世以来印度洋-太平洋暖池水体交换过程及其气候效应383注:小图出自文献[81]图4印尼海道关闭影响北半球大冰期启动的作用方式[79]F i g.4 T h ew a y s i n f l u e n c i n g t h e i n i t i a t i o no fN o r t h e r nH e m i s p h e r eG l a c i a t i o n,r e s u l t i n g f r o mc l o s u r e o f I n d o n e s i a n s e a w a y[79]2存在的问题2.1构造尺度上印尼海道或印尼穿越流的演化历史存在分歧无论是构造地质学还是古海洋学证据都表明,晚中新世以来,印尼海道或印尼穿越流的演化呈现阶段性变化特征,但具体的演化历史仍存在分歧㊂造成该问题的主要原因有2个:1)前期的研究没有对印尼海道两侧印-太暖池关键研究区进行精细刷选和整体考虑,而且也缺乏长时间序列的岩芯材料;2)前期的研究只注重上层水体的对比,忽略了中㊁深层水体也能提供有效而且很可能更有价值的长期演化信息㊂正是这2个问题导致目前推断的印尼海道或印尼穿越流长期演化信息过于分散而失去权威性㊂因而,挑选印尼海道两侧印-太暖池关键靶区并获取高质量的长柱状岩芯,实施综合对比的全水层古海洋学研究,是解决印尼海道或印尼穿越流长期演化问题的关键㊂2.2原始西太暖池的形成时间及其发展对印尼海道演化的响应模式存在争议目前,有关印尼海道或印尼穿越流对西太暖池形成演化的影响研究多是片段式的,没有形成时间序列上的系统认识㊂首先,原始西太暖池的形成时间,目前并没有定论,处在11.5-7.5M a范围内[26,56,58-60]㊂这些推断的原始西太暖池形成时间上的差异到底是分析误差导致的,还是表明西太暖池的原始形成过程在空间尺度上本来存在差异,亦或还存在其它未知原因?其次,在印尼海道相对开启的大背景下,地质记录显示西太暖池的发展得到抑制;而数值模拟结果表明西太暖池的发展并没有被抑制,只是向印度洋方向发展㊂如何调和古海洋记录与模拟结果之间的矛盾?这些问题的解决都需要长时间跨度或高分辨率岩芯记录来加强印尼海道对西太暖池演化的影响研究㊂2.3上新世暖期类E lN iño的存在及其对印尼海道演化的响应机制没有定论对于所谓的中上新世永久类E lN iño,到底是由于暖池向印度洋方向移动导致的误判[47]还是替代指标不确定性引起的错觉[55],亦或真正存在类E lN iño仍需进一步研究㊂假若上新世暖期确实存在永久类E l N iño,那么印尼海道张缩引起的何种作用效应对永久类E lN iño起主导作用?目前仍不清楚㊂或许,印尼海道的演化及相关印尼穿越流的研究将是打开西太暖池正常类E N S O长期演化模式和永久类E l N iño作用机Copyright©博看网 . All Rights Reserved.384海洋科学进展38卷制之谜的一把钥匙㊂2.4印尼海道关闭促进北半球大冰期的作用方式还未明确印尼海道关闭是触发北半球大冰期的关键一环,但其具体通过何种作用来启动或促进北半球大冰期,依然是一个亟待解决的科学问题㊂印尼海道收缩可以通过引起大洋环流效应或大气环流效应导致向北半球高纬区域的热量输送减弱,从而触发北半球大冰期㊂这其中,是以一种作用效应为主还是多种作用效应并存,目前无法确定㊂行之有效的方法是在印-太暖池上述相关大洋环流和大气环流路径上采集多个沉积物岩芯样本,开展北半球大冰期时的古海洋学对比研究,通过有效替代指标获取印尼海道演化对北半球大冰期形成的影响机制㊂3研究展望3.1从中、深层水视角研究印-太暖池水体的交换印尼海道演化过程中,西太暖池与印度洋暖池之间存在中㊁深层水交换的阶段[32],这表明只从上层水体研究印尼海道或印尼穿越流的演化并不能全面刻画印-太暖池的水体交换过程㊂建议分析印尼海道两侧印-太暖池中㊁深层水深度站位底栖有孔虫εN d(T)㊁底栖-浮游有孔虫δ13C和δ18O差值以及底栖有孔虫种属,以确定印尼海道两侧印-太暖池中㊁深层水的来源㊁流通状况和微体古生物信息㊂在此基础上,比较西太暖池和印度洋暖池中㊁深层水的来源㊁流通状况和微体古生物信息差异,分析印尼海道两侧中㊁深层水的连通状况,示踪印尼海道的开关和张缩,从而查明印-太暖池水体的交换过程㊂3.2印-太暖池水体交换对普通类E N S O影响的研究由模型模拟计算可知,印尼海道或印尼穿越流的演化能影响现代E N S O和上新世暖期永久类E lN iño㊂然而,没有现代过程研究表明印尼穿越流能控制E N S O的变率,但一些观测研究表明现代E N S O能控制印尼穿越流的流量㊁温度和深度[88-89]㊂既然模拟结果显示印尼海道的开㊁关能影响永久类E lN iño与普通类E N S O之间的转换,那么可以尝试探索地质历史时期印尼海道或印尼穿越流演化对普通E N S O式过程的影响㊂古海洋学家对中更新世以前的类E N S O研究集中于上新世暖期永久E lN iño存在与否的验证上,较少关注普通类E N S O的演化特征与模式㊂今后,应该加强构造尺度上西太暖池类E N S O活动的重建,因为这是开展印-太暖池水体交换对普通类E N S O影响研究的前提㊂3.3引入新兴替代指标研究印-太暖池水体交换早期的研究主要依靠有孔虫等微体古生物学手段,通过印-太暖池印尼海道两侧有孔虫等生物地理学演化差异,推断印尼海道的张缩或印尼穿越流的强弱㊂随后,通过印尼海道两侧有孔虫δ13C和δ18O组成所反映的水文信息差异,恢复印尼穿越流的组成(表层流/温跃层流)㊂然而印尼穿越流的来源(北太平洋水/南太平洋水)还未能有效示踪,穿过印尼海道的中㊁深层水体演化研究几乎没有开展㊂这些古海洋信息非常重要,因为联合它们可以在时空上再造印-太暖池水体交换的全水层结构模式,这对于全面理解印-太暖池水体交换对区域和全球气候的驱动机制非常重要㊂近年来发展起来的新兴地球化学指标可以弥补这方面的不足㊂例如,分析印-太暖池浮游有孔虫εN d(T),并对比其与潜在来源水体εN d(T)组成的亲源性,可以确定I T F的来源;分析印-太暖池底栖有孔虫壳重和B/C a,确定中㊁深层水体碳酸盐系统化学组成,并对比其在印尼海道两侧的差异,很可能从中㊁深层水视角揭示丰富的印-太暖池水体交换信息㊂Copyright©博看网 . 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项目名称：太平洋印度洋对全球变暖的响应及其对气候变化的调控作用首席科学家：谢尚平中国海洋大学起止年限：2012.1至2016.8依托部门：教育部一、关键科学问题及研究内容1.拟解决的关键科学问题为了充分理解全球变暖中海洋的贡献，深入认识热带太平洋、热带印度洋和副热带西北太平洋海域海洋动力、热力过程对全球变暖的响应及其对气候变化的调节和控制作用，需要解决以下相互关联的三个关键科学问题：（1）全球变暖如何影响太平洋印度洋海域海洋环流及其热输送；（2）海洋环流及其热输送变化如何通过海-气耦合过程导致海洋气候对全球变暖响应的空间非均匀性；（3）在全球变暖背景下海洋气候变异的空间非均匀性如何影响东亚气候变化。
2.主要研究内容针对上述三个关键科学问题，本项目设计了四个方面的研究内容：第一：全球变暖背景下决定太平洋印度洋海洋环流及其热输送变异的关键物理机制全面系统研究在全球变暖背景下，热带太平洋、热带印度洋和副热带西北太平洋海洋层结和对应的环流变异的基本特征和规律；研究上层海洋环流对大气环流和海面热通量、淡水通量变化的响应；探讨低位涡模态水形成、迁移、耗散的变异机制，研究构成黑潮-黑潮延伸体-副热带逆流系统变化的重要物理过程，揭示海洋涡旋在该系统位涡动力学中的作用和该系统对全球变暖的响应机理；研究连接上述三个海域的主要流系（包括印尼贯穿流和太平洋副热带经向翻转环流）的变异及其机制；揭示以上流系及其热输送在SST变异空间分布不均匀性中所扮演的角色。
第二：全球变暖背景下决定太平洋印度洋海洋气候响应空间非均匀性的关键海洋-大气相互作用过程描述器测时期海洋-大气系统已发生的变化，以海洋-大气相互作用理论为指导,揭示海洋和大气变化之间的驱动与响应机理，从而减少气候评估中不确定性;区分自然和人为因素对20世纪以来气候变化的相对贡献；研究在海洋气候变化不均匀性形成中温室气体和气溶胶强迫的不同作用及相关物理过程；通过数值试验，揭示不同的海洋-大气相互作用过程在海洋气候不均匀性形成中的相对重要性。
第三：太平洋印度洋海洋气候响应空间非均匀性对该海域关键海-气耦合模态的调节作用。
揭示全球变暖背景下热带太平洋、热带印度洋和副热带西北太平洋平均态的变化影响主要海-气耦合模态年际、年代际变化的物理机制；研究热带太平洋和热带印度洋之间在年际、年代际时间尺度上的相互联系；探索与天气尺度和大气季节内振荡有关的海洋-大气耦合新模态，预测全球变暖引起的海洋-大气主要耦合模态的强度和性质变化。
第四：全球变暖背景下太平洋印度洋海洋响应的空间非均匀性对未来全球气候，特别是东亚气候变化的调节和控制作用在全球变暖背景下，系统分析海洋变异的非均匀性对全球气候的影响，探索对东亚气候各个重要子系统（南亚高压、副热带高压、东亚急流）有显著影响的关键海区，重点研究这些关键海区的海洋响应对东亚气候子系统的调控途径，揭示其遥相关动力机制，预估在全球变暖背景下东亚气候变化的主要特征，建立依据海洋变化预估未来东亚气候变化的统计预测模型。
二、预期目标1.总体目标通过对海洋-大气相互作用物理过程的剖析，将气候观测资料和气候模式结果有机结合，全面刻画从近代到未来的气候变化图像，评估自然和人为变化的相对重要性；提高对海洋在全球变化中所起作用的认识，预估海洋环流以及海洋-大气耦合动力过程在未来气候变迁中的作用；揭示未来气候的可预测性，为国家社会经济可持续发展宏观决策的制定提供科学依据，加强中国在全球变化关键科学问题研究中的话语权，服务于应对气候变化这一国家重大战略需求；在“海洋动力、热力过程对全球变暖响应及其对气候调控作用”这一重要研究方向上，建立一支在国际上有竞争力、由年轻科学家组成的科研团队，开拓“海洋气候对全球变暖响应空间分布非均匀性动力学”这一国际科学研究新领域。
2.五年预期目标（1）描述全球变暖背景下太平洋印度洋海洋环流及其热输送变异的特征，揭示其关键物理机制；（2）建立海洋气候对全球变暖响应空间分布非均匀性的动力学，揭示海洋变化在气候基本状态近几十年及未来变化中所起的调节和控制作用；（3）揭示热带海洋-大气相互作用过程对全球变暖响应的物理机制，预估全球变暖背景下气候平均态以及主要海洋-大气模态的变化状况，拓展海洋-大气相互作用理论；（4）揭示全球变暖背景下太平洋印度洋海区影响东亚气候的关键过程及机理，建立关键海区影响东亚气候的遥相关动力学，提高对未来东亚气候变化的预估水平；（5）项目实施五年中将在国内外主要学术刊物上发表论文60~90篇，其中SCI（包括SCIE）论文40~50篇。
培养博士生15~20名，硕士生约30名。
三、研究方案1.学术思路全球变暖为海洋-大气耦合动力学提出了新的科学问题和发展机遇，在全球变化区域响应研究中发现许多新的科学问题都与海洋动力学和海洋-大气相互作用有关。
本项目将针对这些问题，依据海洋动力学理论和海洋-大气相互作用基本原理，围绕“全球变暖背景下海洋环流变异将导致热量输运变异，形成海温及降水响应空间分布不均匀性并导致海洋-大气耦合模态的变异，调节并控制东亚及全球气候变化及其可预测性”这一新的学术思路，将观测资料和气候模式模拟结果有机结合，通过对海洋-大气相互作用物理过程的剖析，全面刻画从近代到未来的气候变化图像；将全球平均气温增暖研究拓展到对气候变化区域响应差异的研究，包括该差异的不确定性研究，这不仅将研究思路从一维拓展到三维，空间自由度的增加也极大地提高了气候变化研究的可信度；建立解释SST、降水等海洋气候变量对全球变暖响应空间分布非均匀性的动力学理论；并依据该理论，理解在全球变暖背景下，太平洋印度洋主要海洋-大气耦合模态的物理本质及变化规律；建立关键海区影响东亚主要气候子系统的遥相关动力学，评估未来东亚及全球气候的可预测性。
2.实施方案：(1)观测资料的综合分析项目将利用iCOADS船舶观测资料，降水、海平面高度、海表面风场等卫星观测资料，Argo浮标、CTD、XBT等海洋观测资料，以及国内828个台站资料等器测资料；同时采用NCEP、CFSR、SODA等大气-海洋再分析资料，GISST 等多种海表温度资料产品，以及高分辨率海洋模式后报结果，使用多种统计方法分析确定最近50-100年海洋环流、海洋气候平均态和变化的主要特征；研究过去50-100年观测中热带海洋-大气耦合模态的变化；对我国气候要素进行归类、就其变化特征展开比较性研究，深入分析我国气候的长期变化特征。
(2)IPCC报告气候模式结果分析项目将详细分析IPCC第四次报告（AR4）的CMIP3多模式集合以及即将推出的针对第五次报告（AR5）的CMIP5多模式集合，从而揭示模式在模拟器测时期气候变化中的能力和误差，给出其中主要动力学过程的物理解释；估计海洋环流对全球变暖的响应，推测人类活动与自然变化对该系统的各自重要性；分析温室气体和气溶胶的增长实验，确定二者对气候系统变化的各自贡献。
项目拟通过分析CMIP3/5模式结果来确定SST增暖分布型对降水、大气环流以及大陆气候（特别是东亚气候）的影响，同时评估高分辨率CMIP5多模式集合模拟气候平均态和气候变异的能力，进而选择其中模拟能力相对好的模式，研究未来温室气体排放情景下的模拟结果，评估全球变暖对降水的影响。
(3)海洋和大气现场观测现场观测是提高对关键物理过程认识的重要方法。
低位涡的模态水是连接黑潮延伸体与副热带逆流的重要纽带。
在目前的气候模式中，模态水的形成区和低位涡特性与观测相比有较大的差异，模态水对全球变暖的响应还存在很大的不确定性。
我们最近的研究表明：这种模拟误差可能是因为模式没有考虑海洋中尺度涡的作用所造成的。
本项目将利用国际合作的契机，在现场观测中捕捉中尺度涡在模态水潜沉和耗散中的作用。
本项目计划于2014年1-2月从青岛出发赴黑潮-黑潮延伸体-副热带逆流海域，针对海洋涡旋对模态水的影响，选择模态水的潜沉区和耗散区两个区域进行重点调查，调查内容包括流速、温度、盐度、溶解氧等多种海洋要素及大气探空观测（图1）。
在模态水的潜沉区，将与两艘日本科考船进行联合观测，研究海洋涡旋在模态水形成过程的作用。
在模态水潜沉区，将利用日本和美国布设的三个长期连续浮标测站的资料，通过国际合作实现资料交换、共享，提高本项目的科学回报。
在模态水的耗散区，布设铱星传输的Argo浮标强化观测阵列，进行温度、盐度和溶解氧的高分辨率垂向观测，并在观测时间间隔进行优化，设定更高频率的剖面观测。
同时在耗散区进行中尺度涡的强化CTD观测站位，观测内容包括海水温度、盐度溶解氧和流速的剖面观测，常规气象观测，云高以及探空气球的观测，研究海洋涡旋在模态水耗散过程的作用，以及涡旋在海气相互作用中的贡献。
现场观测结果将为提高海洋模式的精度做出贡献，特别是为涡旋效应参数化的发展提供依据。
图 1.黑潮-黑潮延伸体-副热带逆流区域联合强化观测站点分布示意图。
彩色阴影为25.4σθ等密度面上的位势涡度（深蓝色为小值），灰色阴影为25.4σθ等密面冬季露头区。
日本Hot Spot计划的调查局限于黑潮和黑潮延伸体海域，而本项目通过对模态水潜沉和耗散过程的调查不仅将调查区域拓展到副热带逆流海域，而且为构建“黑潮-黑潮延伸体-副热带逆流系统”动力学框架提供第一手资料。
本项目如获批准，并与日本和美国开展合作，将实现本海域迄今为止最大的国际海洋-大气联合调查。
(4)模式数值试验项目将利用观测资料改进中国海洋大学目前刚发展的高分辨率全球海洋环流模式和西北太平洋海洋-大气耦合模式，并利用改进后的模式研究黑潮-黑潮延伸体区域与大气的相互作用、模态水的“潜沉”和副热带逆流的关系。
在耦合模式中，借助以“部分耦合（Partial Coupling，PC）”和“部分阻隔（Partial Blocking，PB）”为核心的“模式手术”方案，研究太平洋印度洋海洋-大气耦合系统中各组成部分对全球变暖的响应，检验从诊断分析研究中提出的科学假说；使用AGCM、OGCM和CGCM模式集合设计数值试验，详细研究热带和副热带海洋与东亚夏季风各子系统之间的相互作用。
3.创新点(1)在学术思想方面，本项目提出海洋动力过程对全球变暖的响应决定海洋气候空间分布非均匀性这一新的学术思想，依据该思想开展的海洋气候空间分布非均匀性动力学的研究将促进大型国际研究计划CLIVAR和IPCC的有机结合。
(2)在研究方法方面，以往的研究多数注重于某一个洋盆，本项目将把热带太平洋/印度洋和副热带西北太平洋作为一个整体来研究，充分考虑海盆之间的相互作用，并展开海盆间的比较研究。
(3)在观测研究方面，本项目将要进行国际上首次对西北太平洋低位涡水耗散过程的强化观测，为建立位涡动力学，改进模式提供关键科学数据。