气候变化是慢下来将温暖的海水从热带带到北大西洋的洋流传送带。
我们的研究,今天(6 月 6 日)发表于自然气候变化,着眼于如果这条大西洋输送带完全崩溃对全球气候造成的深远影响。
我们发现这个系统的崩溃——称为大西洋经向翻转环流——将使地球气候转变为更像拉尼娜现象的状态。
这将意味着澳大利亚东部将出现更多洪水降雨,而美国西南部将出现更严重的干旱和丛林火灾季节。
东海岸的澳大利亚人知道无情的拉尼娜现象是什么感觉。 气候变化使我们的大气变得更加潮湿,同时拉尼娜现象的两个夏天使澳大利亚北部的海洋变暖。
两者都导致了有史以来最潮湿的天气,新南威尔士州和昆士兰州出现了破纪录的洪水。
与此同时,在北美西南部上空,创纪录的干旱和严重的丛林大火仅 2021 年的火灾就给应急服务和农业带来了巨大压力估计耗资至少700亿美元。
地球气候是动态的、多变的、不断变化的。 但我们目前有增无减的温室气体排放轨迹给整个系统带来了巨大的冲击,这将产生不确定的后果——这些后果将改写我们教科书对地球海洋环流及其影响的描述。
什么是大西洋翻转经向环流?
大西洋翻转环流包括大量温暖的热带水流至北大西洋,有助于保持欧洲气候温和,同时使热带地区有机会散失多余的热量。相当于南极海域的颠覆可以在南半球找到。
气候记录追溯到 12 万年前,我们发现大西洋翻转环流在冰河时期已经停止或急剧减慢。
它在地球气候变暖的所谓“间冰期”期间开启并安抚欧洲气候。
自5000年前后人类文明开始以来,大西洋的倾覆一直相对稳定。 但超过过去几十年来,已经发现经济放缓,这让科学家们感到担忧。
为何放缓? 全球变暖的一个明确后果是格陵兰岛和南极洲的极地冰盖融化。
当这些冰盖融化时,它们会将大量淡水倒入海洋,使水更具浮力并减少高纬度地区浓水的下沉。
仅在格陵兰岛周围,就有一个巨大的5万亿吨过去20年里冰已经融化了。 这相当于 10,000 个悉尼港的淡水。
如果全球变暖持续下去,这种融化速度将在未来几十年内增加。
北大西洋和南极翻转环流的崩溃将深刻改变世界海洋的结构。
这将使它们在深处变得更新鲜,耗尽它们的氧气,并使上层海洋缺乏深水从深渊重新浮出水面时所提供的营养物质。 这对海洋生态系统的影响将是深远的。
随着格陵兰岛冰层融化已经开始,科学家估计大西洋正在发生倾覆至少在过去的千年里处于最弱的水平,如果温室气体排放不加以控制,未来几个世纪内可能会出现崩溃。
经济放缓的后果
在我们的研究中,我们使用了一个全面的全球模型来研究在这种崩溃下地球的气候会是什么样子。
我们通过对北大西洋应用大规模融水异常来关闭大西洋翻转,然后将其与未应用融水的等效运行进行比较。
我们的重点是关注欧洲和北美周围众所周知的区域影响,并检查偏远地区(最南至南极洲)的地球气候将如何变化。
模型模拟揭示的第一件事是,如果没有大西洋翻转,赤道以南就会积聚大量热量。
热带大西洋的过多热量将更多温暖潮湿的空气推入对流层上层(距大气层约 10 公里),导致干燥空气降落在东太平洋上空。
然后下降的空气增强了信风,将温暖的海水推向印度尼西亚海域。 这有助于使热带太平洋进入类似拉尼娜的状态。
澳大利亚人可能认为拉尼娜现象的夏季凉爽而潮湿。 但在气候变化的长期变暖趋势下,最严重的影响将是洪水,特别是东部地区。
我们还表明,远至南极洲南部都会感受到大西洋的彻底关闭。 西太平洋上空上升的暖空气将引发风向变化,并向南传播到南极洲。 这将加深位于南极洲西部的阿蒙森海上空的大气低压系统。
众所周知,这种低压系统会影响冰盖和冰架融化,以及远至罗斯海的海洋环流和海冰范围。
新的世界秩序
在地球历史上,除了巨大的陨石和超级火山之外,我们的气候系统还没有因为大气气体成分的变化而受到影响,就像我们今天因化石燃料的不减燃烧而造成的变化一样。
海洋是地球气候的飞轮,通过吸收大量的热量和碳来减缓变化的速度。 但也有回报,预计本世纪海平面上升、冰雪融化以及大西洋翻转环流显着放缓。
现在我们知道,这种放缓不仅会影响北大西洋地区,还会影响远至澳大利亚和南极洲。
我们可以通过发展新的低碳经济来防止这些变化的发生。 这样做将在不到一个世纪的时间里第二次改变地球气候历史的进程——这一次是为了变得更好。
马修·英格兰, ARC 澳大利亚南极科学卓越中心 (ACEAS) 科学教授兼副主任,新南威尔士大学 悉尼;安德里亚·S·塔斯凯托, 副教授,新南威尔士大学 悉尼, 和布莱恩·奥里韦拉-平托, 博士生,新南威尔士大学 悉尼。