海洋氧同位素三期（MIS3，约57-29千年前），北大西洋沉积物及格陵兰岛冰芯的数据中记录了北半球高纬千年尺度气候突变事件，其最可能的触发机制是大西洋经向翻转环流（AMOC）强度的变化。而同时期南北半球季风降水重建结果也具有明显的千年尺度振荡。由于AMOC对于全球海洋热量输送及能量平衡具有显著影响，北半球高纬的气候突变信号极有可能是通过AMOC传到低纬，并成为千年尺度上影响季风降水的最主要因子。我们通过在MIS3模式试验中加入不同量的淡水强迫，改变AMOC强度，研究了千年尺度气候突变事件与季风降水的联系。结果表明，AMOC强度对于淡水强迫的响应具有明显的非线性。大量淡水注入可以显著减弱AMOC强度，但同等的淡水析出却没有使AMOC强度增加。同时，南北半球季风降水对于AMOC强度变化也呈现非线性响应。当AMOC强度减弱时，全球及北半球夏季风降水明显减少，南半球夏季风降水略有增加（图1）。而当AMOC增强时，南北半球及全球季风降水并没有明显变化。造成以上非线性响应的根本原因是与AMOC相关的海洋跨赤道南北热量输送与AMOC强度存在非线性关系（图2）。
图1 季风降水与AMOC强度关系 a) 全球平均季风降水与ITCZ纬度与AMOC强度关系；b) 南北半球夏季风降水与AMOC强度关系
图2 太平洋，大西洋及全球海洋跨赤道热量输送
论文信息：
Zhang, X., Prange, M., Ma, L. B., & Liu, J. (2023). Nonlinear response of global monsoon precipitation to Atlantic overturning strength variations during Marine Isotope Stage 3. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 128, e2023JD038521. https://doi.org/10.1029/2023JD038521