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海洋中的潮汐混合对大西洋经圈翻转环流AMOC(Atlantic Meridional Overturning Circulation)模拟的影响是海洋环流模式研究的热点问题之一。本文采用IAP/LASG发展的气候系统海洋模式LICOM(LASG/IAP Climate system Ocean Model)及与海冰耦合模式探究了在经纬度版LICOM2和三极版LICOM3中,潮汐混合对AMOC模拟的影响,并进行了敏感性试验,得到了AMOC随潮汐混合参数化方案中垂直衰减尺度变化的结果。与此同时,本文完成了对三极版LICOM3模拟结果的初步评估,为更好的完善模式打下了基础。 本文得到如下主要结论: (1)在经纬度版LICOM2中,研究了潮汐混合对AMOC的影响,发现在模式中加入潮汐混合参数化方案后,模拟得到的上层AMOC强度明显增强,上层环流圈的范围也更加向深层扩展,都与观测更加接近。通过对模式结果进行分析,发现引起AMOC变强、变深的原因有两个:一是当加入潮汐混合参数化方案后,使海洋深层,特别是大西洋中高纬的拉布拉多海区域和GIN海区域的混合扩散系数增加,使当地垂直密度差异减小,进而削弱了海洋层结稳定度,增强了大西洋中高纬地区,特别是拉布拉多海区域的深水形成率,从而使AMOC强度增强,这是使AMOC增强的直接原因;二是当深层海洋环流改变后,海洋上层也会发生调整,从而增强海洋上层中低纬副热带海区高温高盐海水向北的输送,从而使北大西洋中高纬海区上层密度增加,使海洋层结进一步削弱,促进深水形成增加,AMOC增强,这是使AMOC增强的间接原因。 (2)介绍了最新的三极版LICOM3海洋模式并完成了对其的初步评估,并在三极版LICOM3中,研究了潮汐混合对AMOC的影响,发现模拟的AMOC强度增强,并进一步向深层扩展。通过对上层1000m平均的流场和温盐场分析,发现加入潮汐混合后,模拟的湾流等明显增强,从副热带地区向高纬度地区输送了更多的盐分和热量。通过对海洋混合层的分析发现,加入潮汐混合后,在拉布拉多海、GIN海和威德尔海等区域深水形成增强,从而促使AMOC的增强。此外,加入潮汐混合后,模拟的南极底层水的强度也有所增强,初步推断这是由于威德尔海深水形成增强所造成的。值得一提的是,与经纬版LICOM2相比,在三极版LICOM3中,即使没有加入潮汐混合,模拟的AMOC、经向热输送和混合层深度等也与观测计算十分接近,这体现了三极版LICOM3的优越性。 (3)在三极版LICOM3中,对比分析了改变垂直衰减尺度后,潮汐混合对AMOC模拟的影响,发现随着垂直衰减尺度的增加,AMOC的强度仍有所增加,但在细节上有所改变。此外,随着垂直衰减尺度的增加,南极底层水的强度也有所增加。