• 科研進展

    OM&AAS: CAS-ESM2完成了CMIP6中通量異常模式比較計劃(FAFMIP)

      由于海洋具有巨大的熱含量,其對全球氣候有重要的調節作用。在全球變暖背景下,海洋(熱含量、海表高度、大西洋經圈翻轉環流AMOC等)的變化是科學界關注的前沿和熱點問題。已有研究表明,海氣湍流通量(風應力、熱通量和淡水通量)擾動場是導致AMOC、海洋熱吸收和海表高度變化的主導因素,但其對AMOC、海洋熱吸收及海表高度變化的模擬影響及機制還存爭議,尚無定論。為此,國際耦合模式比較計劃第六階段(CMIP6)專門組織了通量異常強迫模式比較計劃(FAFMIP),利用多個耦合模式或海洋模式,在給定海表不同通量異常強迫的情況下,考察海洋的響應情況及模式間的不確定性。

      大氣所CAS-ESM團隊成員靳江波高級工程師和劉海龍研究員等參與了FAFMIP計劃,采用我國自主研發的中科院地球系統模式CAS-ESM2完成了全部七組模擬試驗,并將數據提交至CMIP6網站與全世界同行分享(Jin et al., 2021)。分析表明,CAS-ESM2的模擬結果與國際上主流模式相當,相關分析已發表在國際期刊Ocean Modelling,Advances in Atmospheric Sciences上(Jin et al., 2022a, b)。

      CAS-ESM2的模擬結果也得到了國際同行的認可,在英國Reading大學牽頭、最新發表于Climate Dynamics的文章中,Professor Jonathan Gregory(NCAS (National Centre for Atmospheric Science)高級科學家、Reading大學教授、FAFMIP計劃發起人之一)等人利用FAFMIP試驗結果分析了AMOC,海洋熱吸收和海表高度的變化,其中也包含CAS-ESM2的模擬結果(Couldrey et al., 2022)。靳江波、董嘯和劉海龍研究員等人也作為合作者參與了這項研究。

      “通過分析我們模式的FAFMIP試驗模擬結果,能夠對全球變暖情景下海氣湍流通量擾動場對海洋熱吸收及海表高度變化的影響及機制進行系統地研究,厘清AMOC對全球變暖情景下每一種擾動場(風應力、熱通量和淡水通量)的響應,闡明全球變暖情景下,風應力、熱通量和淡水通量擾動場分別對海洋熱吸收和海表高度變化的貢獻,揭示影響海洋熱吸收和海表高度變化的機理?!?,靳江波說。

      該系列研究受到國家自然基金項目(41991282)、中科院項目(ZDBS-LY-DQC010)、中科院青促會(2022074)和地模裝置等項目的資助。

    圖1. 不同模式模擬的FAFMIP試驗中施加不同海氣湍流通量場情景下AMOC強度變化的時間序列圖

      論文信息:

      Jin J. B., Zhang H., Dong X., Liu H. L., Zhang M. H., Gao X., He J. X., Chai Z. Y., Zeng Q. C., Zhou G. Q., Lin Z. H., Yu Y., Lin P. F., Lian R. X., Yu Y. Q., Song M. R., Zhang D. L., 2021: CAS-ESM2 Model Datasets for CMIP6 Flux Anomaly Forcing Model Intercomparison Project (FAFMIP), Advances in Atmospheric Sciences, 38(2), 296-306, doi: 10.1007/s00376-020-0188-2

      Jin J. B., Liu H. L., Dong X., He J. X., Gao X., Yu Y., Zhang H., Zhang M. H., Zeng Q. C., 2022a: The effects of redistributed heat flux on ocean climate change in FAFMIP heat flux anomaly experiments, Ocean Modelling, 102063, https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2022.102063

      Jin J. B., Dong X., He J. X., Yu Y., Liu H. L., Zhang M. H., Zeng Q. C., Zhang H., Gao X., Zhou G. Q., Wang Y. Q., 2022b: Ocean response to climate change heat-flux perturbation in an ocean model and its corresponding coupled model. Advances in Atmospheric Sciences, 39(1), 55-66, doi: 10.1007/s00376-021-1167-y

      Couldrey M. P., Gregory J. M., Dong X., Garuba, O., Haak, H., Hu, A., Hurlin, H., Jin, J. B., Jungclaus J., Kohl A., Liu H. L., Ojha S., Saenko O. A., Savita, A., Suzuki, T., Yu Z. P., Zanna A., 2022: Greenhouse-gas forced changes in the Atlantic Meridional Overturning Circulation and related worldwide sea-level change. Climate Dynamics, https://doi.org/10.1007/s00382-022-06386-y

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