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第lo卷第6期 气候变化研究进展 3／ol·10No-6 2014 CLIMATIS November DEMUTATIONE 2014年11月PROGRESSUSINQUISITIONES doi：10．3969，j．issn．1673—1719．2014．06．003 王双晶，曹龙，李娜．一个地球系统模式模拟的气候变化对海洋碳循环的影响[J】．气候变化研究进展，2014，10(6)：408—416 一个地球系统模式模拟的气候变化对海洋碳循环的影响 王双晶，曹 龙，李娜 CO：增加引起的气候变化对海洋碳循环的影响。当气候敏感度为3．OK时，相对于无气候变化，到2100年，由于大气CO： 增加造成的气候变化导致海表面温度升高2．7K，北大西洋深水流量减少4．5sv，海洋对人为碳的年吸收减少0．8C； Pg 比较人为溶解无机碳在海洋中的垂直累积分布，发现气候变化对海洋吸收大气CO：的影响在北大西洋区域最明显。1800 —2500年，相对于不考虑气候变化的情景，模式模拟的气候变化导致整个海洋对人为碳的累积吸收总量减少23．1％，其 中北大西洋减少32．0％。此外，比较不同气候敏感度(0～4．5K，间隔为0．5K)的模拟结果发现，气候敏感度越高，气 候变化对海洋吸收CO：能力的抑制作用越明显。 关键词：气候变化；海洋碳循环；碳循环模拟 引言 式模拟得出，气候变化会导致海洋和陆地吸收大气 CO：的效率下降，并进一步指出CO：增加和气候变 IPCC第五次评估报告(AR5)…指出，气候变暖化对陆地和海洋碳储存的效应有所不同，总体来说 是不容置疑的，自20世纪50年代以来，观测到的CO：增加会增加陆地和海洋的碳储存，而气候变化 气候系统的许多变化都是几十年甚至几千年以来从 产生的影响，例如海洋和陆地温度升高、海洋层结 未出现过的。由于人类排放温室气体的活动，目前 性增强等，会降低陆地和海洋吸收大气CO：的能力。 大气中CO：的浓度比工业革命前增加了约40％，主过去200多年间，27．9％的人为排放CO：被海洋吸 要是化石燃料的燃烧造成的，也与土地利用方式有 收【1】，因此，海洋在全球碳循环中扮演着至关重要 关。人为活动排放的CO：并没有完全在大气中积累， 的作用。 1750—2011年，CO：的排放量大约一半((240-4-10)海洋碳循环是由海气交换、无机碳化学、大洋环 PgC，1Pg=10”g)留在大气中，其余被陆地((160流和海洋生物过程之间复杂的相互影响决定的【3】。 4-90)Pg C)吸收…。 C)以及海洋((155±30)Pg 国外关于海洋碳循环的研究起步较早，其中不少研 Frienlingstein等【21利用11个气候一碳循环的耦合模 究讨论了大气中CO：增加和气候变化对海洋碳循环 收稿日期：2014—05-26；修回日期：2014·07-24 资助项目：国家自然科学基金项目；中央高校基本科研业务费专项(2102XZZX012) 6期 王双晶，等：一个地球系统模式模拟的气候变化对海洋碳循环的影响409 的影响，这些研究结论发现：大气中的CO，增加，引 学能量平衡方程假定了随特定大气标高垂直递减分 起温室气体辐射强迫增加…，导致海表面温度升高， 布的能量矛111：B湿。动量守恒的预报方程用规定的风 这将会降低海水中CO：的溶解度[3】，从而降低海洋对场数据代替，其他的重要简化是大气热量和水分扩 CO：的吸收；此外，