太平洋環(huán)流速度減慢與繞南極大陸環(huán)流增強(qiáng)(編輯修改稿)
2025-07-25 14:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 在整個(gè)中生代，全球各大陸集中在一起，形成一個(gè)幾乎從一個(gè)極延伸到另一個(gè)極的巨大的單一陸塊，這種輪廓肯定有助于周圍大洋中的高效率向極熱輸送。在南、北兩半球，一個(gè)單一的環(huán)流系統(tǒng)作用范圍至少達(dá)到緯度55o，以致寬闊的、深而緩慢的赤道流在穿過低緯度大于180o弧的旅途中被大大加熱。中始新世和早漸新世之間的總的溫度下降，在整個(gè)新生代都是最急劇的。這種下降被認(rèn)為由如下原因引起：1) 德雷克通道和塔斯馬尼亞以南的通道開始為全球循環(huán)和氣候上隔離的環(huán)極流打開了通路；2) 由于澳大利亞新幾內(nèi)亞向北移動，吸熱的赤道水面積縮??；3) 特提斯海關(guān)閉，不能使赤道環(huán)流通過[5~11]。Van Andel等人(1975)在分析了太平洋所有不整合之后提出, 德雷克通道的打通可能形成了環(huán)極流，并隔斷了對南極洲的向極熱輸送，因而產(chǎn)生了冰架和冷的底水[7, 11]。對第三紀(jì)早期普遍變冷起作用的明顯構(gòu)造事件是巴拿馬地峽的封閉，因而限制了大西洋與太平洋之間赤道水體的交換[6, 7]。同理，德雷克海峽被擴(kuò)展的南極冰蓋封閉，導(dǎo)致氣候上隔離的環(huán)極西風(fēng)漂流帶的消失，加強(qiáng)赤道熱流向兩極的輸送，使擴(kuò)展冰蓋趨于消失。這是南極冰蓋不能擴(kuò)展成南半球大冰川的一個(gè)重要原因[1214]。既然德雷克通道在中周期和長周期的氣候變化中起決定性的作用，那么在短周期的氣候變化中，德雷克海峽中的海冰進(jìn)退關(guān)系重大。一個(gè)可能的模式是：南極半島海冰增多使西風(fēng)漂流在德雷克海峽受阻，導(dǎo)致環(huán)南極大陸水流速度變慢和南太平洋環(huán)流速度變快，部分受阻水流北上，加強(qiáng)秘魯寒流，使東太平洋表面海水變冷，加強(qiáng)沃克環(huán)流，增強(qiáng)赤道太平洋熱流與南極環(huán)流的熱交換，增溫的南極環(huán)流使南極半島的海冰減少；南極半島的海冰減少使德雷克海峽水流通量增加，導(dǎo)致環(huán)南極大陸水流速度變快和南太平洋環(huán)流速度變慢，部分本應(yīng)北上的水流轉(zhuǎn)而進(jìn)入德雷克海峽，使秘魯寒流變?nèi)酰箹|太平洋表面海水變暖，減弱沃克環(huán)流，使堆積在太平洋西部的暖水東流，減弱赤道太平洋熱流與南極環(huán)流的熱交換，降溫的南極環(huán)流使南極半島海冰增加。這就是德雷克海峽的海冰變化調(diào)控全球氣候變化的機(jī)制，我們稱之為南極環(huán)大陸海冰的氣候開關(guān)效應(yīng)(圖3) [13，14]。 圖3 全球氣候的三個(gè)海冰啟動開關(guān)示意圖 Fig3 Sketch map of three seaices switches for global climate當(dāng)南極洲的溫度變冷時(shí)，存在很多海冰的德雷克通道處于封閉狀態(tài)，阻塞環(huán)南極大陸海流，加快南太平洋環(huán)流，并從向極方向連接南極洲熱輸送，因而使南極洲變暖；當(dāng)南極洲的溫度變暖時(shí)，存在很少海冰的德雷克通道處于開放狀態(tài)，打通環(huán)南極大陸海流，減慢南太平洋環(huán)流，并從向極方向隔離南極洲熱輸送,因而使南極洲變冷。如圖3所示，非洲海冰開關(guān)，澳大利亞海冰開關(guān)，以及德雷克海峽海冰開關(guān)控制了環(huán)南極大陸海流，并從向極方向隔離或連接向南極洲的熱輸送，因而增加或減少在非洲、澳大利亞和南美洲西部的海洋寒流流量。因此，南太平洋海溫的增加和減少在環(huán)南極三個(gè)“海冰開關(guān)”的控制下不斷交替發(fā)生，與南太平洋環(huán)流
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