【摘 要】
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古近纪时期的地球经历了从温室气候向冰室气候的转变。早始新世是新生代以来最温暖的时期,与当时大气二氧化碳浓度（[CO2]atm）较高有关,被认为是地球将来气候的一个潜在参照。因此,对早始新世气候进行数值模拟,并与指标数据进行对比,可以评估模式对温室气候的模拟能力,并增进对地球过去和将来气候的理解。本文首先在DeepMIP框架下模拟了古新世末-早始新世气候,并将模拟结果与指标进行全面对比。研究发现,在
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古近纪时期的地球经历了从温室气候向冰室气候的转变。早始新世是新生代以来最温暖的时期,与当时大气二氧化碳浓度（[CO2]atm）较高有关,被认为是地球将来气候的一个潜在参照。因此,对早始新世气候进行数值模拟,并与指标数据进行对比,可以评估模式对温室气候的模拟能力,并增进对地球过去和将来气候的理解。本文首先在DeepMIP框架下模拟了古新世末-早始新世气候,并将模拟结果与指标进行全面对比。研究发现,在全球尺度上,当模式中[CO2]atam分别为1120 ppm左右,4480 ppm左右,以及1120-2240 ppm之间时,模拟温度与古新世末、古新世-始新世极热气候期（PETM）和早始新世气候适宜期（EECO）指标温度的匹配性最好,但存在低纬过热和高纬过冷的偏差。在[C02]atm为1120 ppm时,中纬度EECO时期陆表温度的模拟-指标结果的差异最小,该[CO2]atm也与重建结果相近,说明中纬陆表可能最好地表征了早始新世时期的气候状态。其次,以往研究表明古近纪时期的海洋环流受到[CO2]atm和古地理演化的控制,但早始新世时期欧亚大陆边缘海演化的效应却少有关注。本文通过数值模拟发现,当原副特提斯洋与北欧海,以及西西伯利亚海与北冰洋之间均存在开放水道时,深层水在拉布拉多海生成并驱动全球海洋环流。[CO2]atm升高无法造成深层水源区及环流的反转。将原副特提斯洋与北欧海之间的水道关闭后,全球环流改由南、北太平洋深层水驱动。基于此,提出PETM时期海平面上升导致原副特提斯洋与北欧海之间的联系更加开放,是当时环流短暂反转的一个可能机制。模拟还表明,早始新世末期西西伯利亚海与北冰洋之间水道的关闭可能是造成49-48 Ma北冰洋和北欧海发生显著淡化的原因。最后,近年研究提出原西藏高原在始新世-早中新世时,其高程和纬度位置发生了重要演化,这一新的动力学过程需要在高原构造演化的气候效应模拟中加以考虑。本文在现代边界条件下模拟了原西藏高原在亚热带的纬向移动对东亚-中亚气候的影响。结果表明,在现代边界条件下,原西藏高原的纬向移动加强了东亚季风气候,并使中亚干旱化加剧。通过与前人研究以及指标证据的对比,本文认为原西藏高原在古近纪的向北移动加剧了中亚地区的干旱化,但其对东亚降水和季风环流的影响可能依赖于古地理及其他边界条件的演化。
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