
數十年來,北大西洋上有一片神秘的水使科學家感到困惑。這種海水位於格陵蘭島東南部,在1901年至2021年之間比1800年代後期更冷,即使周圍的海洋變得更加溫暖。
一些科學家鏈接這個“變暖的孔”流到了冰冷的北極融化水中;其他的指責運輸污染,可以彈跳太陽的光芒回到太空。但是越來越多的證據表明該洞的起源更加險惡 - 如果釋放的影響,其影響將比北大西洋的一小部分地區遠遠得出。
溫暖的孔可能表明大西洋洋流正在放慢速度。這種電流網絡調節地球的氣候,從熱帶地區移動到北半球的熱量。包括海灣流的電流形成了一個巨大且看似永久的環,稱為大西洋子午傾覆循環(AMOC)。
AMOC以前已經削弱了,古老的沉積物揭示了,過去的一些循環變化非常突然。但是人類社會將努力適應許多研究人員在未來世紀預測的快速變化率。羅伯特·馬什(Robert Marsh),英國南安普敦大學的海洋學和氣候教授較弱,可能會釋放歐洲部分地區的冰凍天氣,加劇海平面在美國東海岸上升,並以科學家們正在競爭預測的方式圍繞赤道觸髮乾旱。
AMOC是否已經削弱了以及電流是否可以完全崩潰是有爭議的問題。但是,很明顯,“我們正在打斷系統,” Marsh告訴Live Science。
一個巨大的加熱器
AMOC是地球最大的輸送帶,Thermohaline循環的一部分,它將水推到世界海洋周圍。從南非山脈向北流動的海水在海洋表面,當它們滑入熱帶和亞熱帶時,從大氣中吸收了熱量。他們將這種熱量釋放到格陵蘭附近的北大西洋,從而導致西北歐洲特別強烈的變暖作用。
“目前,北半球比構成AMOC的電流較弱,瑪雅·本·亞米,一位早期的研究人員專門研究慕尼黑技術大學的氣候臨界點。例如,AMOC在挪威等國家 /地區的空氣溫度 18至27度華氏度(10至15攝氏度)平均而言,溫暖的比其他人更溫暖。
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為了向南行駛,北大西洋的地表水必須從水柱下掉下來,並與底潮融合。氣候科學家說,這種下沉的步驟是循環速度放慢的地方,因為地表水必須非常咸,因此非常密集才能下沉。但種植融水的河流從格陵蘭冰蓋和北極從地表水的鹽濃度稀釋,以防止它們跌落到海底。
擔心科學家的溫暖孔正處於AMOC釋放熱量的地方。如果AMOC仍表現強勁,那麼考慮到當前的全球溫度,海洋溫度比研究人員所期望的要低。這表明從南向北的熱運輸已經下降。
並與氣候變化烹飪這個星球,有更多的淡水會倒入北大西洋,引發反饋迴路,以加速AMOC的減弱。隨著洋流的速度,到達北大西洋的鹽量可能會減少,這使得已經被稀釋的地表水沉沒更困難。
“當您擁有強大的AMOC時,它會吸入鹹水,”大衛·索納利(David Thornalley)倫敦大學學院的海洋和氣候科學家告訴Live Science。 “如果您開始削弱AMOC,那麼少鹹水就會被吸引到北大西洋上,然後削弱了AMOC,然後是一個失控的過程。”
定義“崩潰”
溫暖洞是一個證據,表明AMOC已經削弱了,但並不是每個人都同意。
問題在於,AMOC強度的直接測量只能追溯到2004年,因此研究人員依靠間接的“指紋”(他們認為與AMOC相關的氣候參數)來識別大西洋循環的長期趨勢。
指紋的麻煩在於它們給出了可變的結果,有時甚至是矛盾的結果。例如,2018年研究建議減弱,研究於一月份發表建議大西洋電流尚未下降在過去的60年中,儘管一些科學家批評了一月研究的數據。
無論大西洋水流是否已經放慢,大多數科學家都認為他們將來會。
索納利說,如果循環顯著削弱,“一些相當大的重大變化將會發生,他們將逐漸發生在21世紀。”
首先,減少洋流的量將減少到挪威,瑞典和英國等國家,從而導致這些地區的溫度較低。冷卻的量將取決於AMOC損失的強度。
氣候模型會產生不同的預測,具體取決於烘烤的假設,對某些氣候因素的敏感程度以及數據研究人員為模型提供了敏感性。馬什說,有些人的強度降低了10%,而另一些人則預計下降接近50%。
馬什說:“減少50%會對我們的地區氣候產生影響。”例如耕種。相比之下,“ AMOC削弱的10%是明顯的,但可以管理。” “尤其是冬季,這可能會使我們的天氣少一些。”
完全崩潰不太可能研究於2月發表成立。馬什說,即使地表水停止在北大西洋上崩潰,也有相對恆定的因素,例如風,這些因素驅動了水的運動。
馬什說:“崩潰是[AMOC]的一些假設的100%失敗,對我來說並不合理。”他補充說,但是AMOC不需要崩潰就將人類的生命和系統扔到混亂中。
“真的很野性”
馬什說,在北大西洋和西北歐洲的冷卻可以抵消氣候變化中的一些變暖,但這可能不是一件好事。他說,溫度下降可能會改變大氣過程,這些過程驅動這些地區的風暴和其他天氣事件。
馬什說,北大西洋的冷卻不會直接使美國東海岸變得更冷。這是因為東北的天氣更受北極極性渦流的決定,這是一圈圓形的北極的圓環,並捕獲北極附近的冰冷空氣。如果該樂隊變形或擴展,有時會在冬季使用寒冷的空氣逃脫並掃過中西部和南部的海灣。
Marsh說,但是較弱的AMOC可能會改變北極渦流,這反過來會影響東北。渦流容易受到氣候變化的影響,最近的證據表明結構已經表現得很奇怪。
對東海岸和西北歐洲的直接影響也可能是海平面上升的。目前,北大西洋地區的海平面是2.3英尺(70厘米)較低比如果AMOC弱,因為強球會產生不均勻的海平面。如果AMOC減弱,水可能會自身重新分配,並增加直接由全球變暖引起的海平面上升。
隨著北半球的冷卻,熱帶和亞熱帶地區也可能會陷入混亂。研究表明較冷的北大西洋會改變地球的能量平衡,並且觸發南方受熱帶收斂區(ITCZ)的雲,這是一束環繞赤道附近地球的雲。
充滿水分的ITCZ會根據地球相對於太陽的位置上下彈起,帶來了大雨和暴風雨。這是負責季風- 具有獨特的潮濕和乾旱季節的天氣模式 - 在南美,西非,印度和東亞。
研究表明,如果ITCZ向南移動,將季風扔掉至少100年。 “目前,我們有這些地區習慣於在潮濕的季節中獲得非常激烈的降雨。”研究。她說,生態系統適應這些傾盆大雨,人們依靠降雨來農業。
ITCZ向南轉移將導致西非等地的潮濕季節較短,更乾燥。本·亞米說,這些影響可能會持續數十年,並嚴重破壞赤道周圍的生活。 “農民在撒哈拉以南非洲的某個地方,他們需要那個降雨。 ”她說。
降雨的轉變也會影響亞馬遜雨林。 Ben-Yami說,北部和南部地區的影響可能有所不同,因為雨林是如此之大,以至於即使ITCZ向南移動,南部仍會收到大量降雨。
她說,但是北亞馬遜雨林(包括哥倫比亞,秘魯,厄瓜多爾的部分地區,委內瑞拉,蘇里南,圭亞那,法國圭亞那和巴西)將經歷更長,更激烈的干旱季節,這對該地區造成了毀滅性的災難。
索納利說,削弱的AMOC的影響可能會花費數千億美元(甚至數万億美元)。 Thornalley告訴Live Science:“這是一個非常全球化的氣候轉變 - 它將非常非常昂貴。”
還有,北大西洋沉積物從上一個冰河時代(120,000到11,500年前),表明與AMOC相關的氣候突然轉變發生在過去。
索納利說:“我們知道氣候可以做真正的野性。” “我們知道,真的,真的出色地。 ”
做出預測
研究人員說AMOC將在2100之前大大減弱,但是準確地指出最大的變化何時會發生很棘手。
由於直接測量只能追溯到20年,因此科學家經常從歷史數據中推斷出何時大西洋電流可能達到臨界點。臨界點是某些地球系統中的閾值,一旦超過它,就可以將這些系統從一個穩定狀態轉換為一個截然不同的狀態。
本·亞米說,一個很好的比喻是椅子。椅子站在四隻腿上或躺下時,椅子是穩定的。這兩個之間的任何位置都是不穩定的。一個坐在椅子上的人可以稍微向後傾斜,但是經過一定的門檻,椅子跌落在地面上。
2023年的一項引人注目的研究得出的結論是AMOC最早可能會在今年到達臨界點。作者在1870年至2020年之間使用了北大西洋亞層的海面溫度來計算AMOC的彈性和強度的波動。他們的模型表明,大西洋水流的彈性和較弱較弱,到可能在本世紀中葉之前傾斜的地步。
在2024紙但是,本·亞米(Ben-Yami)和其他專家認為,從2004年之前的數據中有太多的不確定性,無法預測AMOC何時可能提示。她說:“一旦考慮到所有這些不確定性,就不會得到實際的預測。”
“我們越來越擔心。”
UU研究門戶EJV(EMMA)悶熱,烏得勒支大學
本·亞米(Ben-Yami)說,沒有強大的預測可能比知道何時失敗的預測還要糟糕,因為未來還不清楚。她警告說:“面對這種不確定性,我們應該更加謹慎”。
雖然一些研究人員正在尋找過去的答案,而其他研究人員則是搜索預警信號這符合AMOC未來變化的線索。這些信號之一是南非尖端附近34度的緯度向南流入大西洋的淡水量。模型表明,那裡的淡水運輸將最低大約25年前AMOC到達臨界點,這意味著專家可以在發生最大變化之前準確預測AMOC的變化。
但是了解這一最低限度並不能幫助任何人都能明顯削弱AMOC,因為到達最低限度時,扭轉駕駛員的氣候變化為時已晚。EJV(Emma)悶燒是一名博士生,專門在荷蘭烏得勒支大學(Utrecht University)從事AMOC預警信號。
“我們變得越來越擔心。”悶燒的人告訴Live Science,並補充說,她的研究小組正試圖找到其他警告信號,這些警告信號將幫助科學家以更多的交付時間進行預測。
她的小組在發布給預印度數據庫的一項研究中描述了這些替代信號之一arxiv2024年6月,尚未同行評審的這項研究發現,南非尖端附近大西洋的鹽度可能比淡水的指標更好,即AMOC何時會減弱。
根據這種鹽運輸的模式,悶燒的人和同事估計,AMOC將在2050年左右“倒塌”,這與以前的一致,同行評審研究。
Marsh說,尋找預警信號很重要,因為“可能是我們需要盡可能多的先進知識來準備平民,甚至軍事資產”才能應對AMOC削弱的後果。他說,可能需要這些資產來保護基礎設施和社區免受無法預測的天氣。
最終,無論我們是否確切知道AMOC何時會下降,要點相同,Marsh和其他人說:通過削減發射到大氣中的二氧化碳數量來停止全球變暖。
Thornalley說,AMOC可能正在接近轉折點“應該足夠激勵,同時知道會有什麼影響,讓我們想要停止所做的事情。” Thornalley說。 “我們可能無法確切說出我們剩下的時間,但是[證據]表明我們可以有一個轉折點,我們真的很想避免這種情況。”
編者註:本文於4月25日在EDT 5:14更新,以糾正引言中的錯誤。北大西洋的斑點很冷,不溫暖。
這個故事是89%的項目,現在涵蓋氣候的全球新聞合作的倡議。