它可能是气候系统中最大的变数。 科学家们长期以来一直担心,大西洋所谓的“翻转”环流可能会因以下原因减慢甚至停止:- 这将对地球产生巨大的影响。
但与此同时,研究人员对环流的实际运作方式了解有限,因为测量其巨大而遥远的电流非常困难。 现在,一项旨在实现这一目标的重大新研究表明我们对循环本身的理解进行了重大修改。
对格陵兰岛寒冷水域进行的为期 21 个月的一系列新观测发现,大部分翻转(水不仅下沉,而且在海洋深处再次向南返回)发生在东部,而不是西部。 ,巨大的冰岛。
如果这是正确的,那么表明循环会随着气候变暖而减慢的气候模型可能需要进行修改以考虑到这一点。
杜克大学海洋学家、周四发表在《科学》杂志上的这项研究的主要作者苏珊·洛齐尔 (Susan Lozier) 表示,这一科学惊喜的规模从 1 到 10 级来说是相当大的。
“对我个人来说,也许是 7,”她说。 “但我认为,对于社区来说,它可能更像是 9。”
新结果来自耗资 3200 万美元的 OSNAP(北大西洋次极地翻转)计划,这是全面测量相关极其偏远地区环流的首次尝试。 据信,这些冰冷的海洋是寒冷、咸水(密度极高)沉入海面以下深处,然后再次向南流回南半球的地方。
这种“翻转”过程至关重要,因为北大西洋的下沉有效地通过包括墨西哥湾流在内的水流系统将更多温暖的咸水向北拉动。 这种热量输送反过来又影响了该地区大部分地区的气候,尤其是欧洲。
更好地了解环流如何运作是关键,因为一些科学家已经提出,环流正在放缓,并产生重大后果,包括海洋变暖和美国东海岸海平面上升。
近年来的全球温度图显示,格陵兰岛东南部的海洋中出现了一个异常寒冷的奇怪区域,而新英格兰海岸的温度则非常温暖。
当地球及其海洋变暖时,这个寒冷地区被称为“冷斑”和“暖洞”,却显得异常异常。 有人认为,这代表着环流向北输送的热量减少了。
根据这种解释,新英格兰附近的温暖水域将代表一个关键的推论——额外的海洋热量徘徊在更南部的水域,而不是向北传播。
这场辩论涉及 OSNAP 项目,该项目的领导人表示,他们在气候问题上并不偏袒任何一方——他们只是试图衡量流通量本身。
OSNAP 阵列有点像一条科学线,从加拿大延伸到苏格兰,横跨北大西洋,沿途触及格陵兰岛南端。 在这些水域中,研究人员部署了 53 个海洋系泊点,每个系泊点都包含多个仪器。
系泊装置在整个大西洋的不同深度进行一系列测量——海洋温度、盐度和其他读数。 可以说,这就是他们如何掌握翻转循环的脉搏。
类似的跨大西洋测量系统已经存在于更南边的佛罗里达州纬度附近,但科学家们认为,测量实际发生下沉的北部不太适宜水域的环流对于了解其工作原理至关重要。
这就是事情变得有趣的地方。 这种翻转环流代表着每秒约 1500 万立方米的巨大水流,可能发生在格陵兰岛的两侧。
西面是拉布拉多海,位于加拿大和格陵兰岛之间,备受关注。 人们特别担心,来自格陵兰岛西部(那里有一些最大、最活跃的冰川)的大量融水可能会通过净化水域和防止下沉而对这里造成相当大的破坏。
与此同时,东边是伊尔明格海、格陵兰岛和挪威海。 这项新研究发现,与早期的发现相反,绝大多数的水翻滚发生在东部,而不是西部。
(彭妮·霍利迪,英国南安普敦国家海洋学中心)
伍兹霍尔海洋研究所的海洋学家、该研究的作者之一鲍勃·皮卡特 (Bob Pickart) 表示:“我认为我们的研究得出的一个重要信息是,之前讨论过的这些论文几乎就像是找错了树。” 。
杜克大学的洛齐尔表示,她不想批评旧的建模研究——这些研究处于不断改进的状态,而新的工作将增强这一过程。 尽管如此,她指出,OSNAP 的实证结果看起来与某些模型有所不同。
洛齐尔说:“根据观察,其中一些模型产生的拉布拉多海水量是其应产生量的五倍。”
这很重要,因为这些模型预测,随着气候变暖,格陵兰岛周围的海洋由于北极冰融化或降雨量增加而变得清新,盐度的下降可能会干扰下沉过程并减缓循环。
但仍有很多东西需要学习。 这项新研究是 OSNAP 结果的第一份主要报告,它仅代表了系泊装置阵列 21 个月的数据。 检测循环变化的时间太短了。
德国波茨坦气候影响研究所的气候研究员斯特凡·拉姆斯托夫(Stefan Rahmstorf)提出,经济放缓已经开始,部分原因是目前所看到的降温和变暖模式。他表示,新的观察结果很有价值。 但得出主要结论还需要更多时间。
“这仍然是一个非常短的时间序列,更像是一个快照,我不会对我主要感兴趣的气候时间尺度做出任何推论,”他在一封电子邮件中说。
现在的关键问题是,如果格陵兰岛东部确实发生了水域下沉,这说明环流的脆弱性如何? 答案可能涉及格陵兰岛不断增加的冷淡水融水——它们正从各个方向进入海洋——一旦进入更深的水域,最终会流向何处。
这一点也鲜为人知。
哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站研究格陵兰岛的马可·特德斯科表示,这项新研究将增加人们对格陵兰岛东海岸融化的关注,该地区更接近可能发生倾覆的地方。
特德斯科说:“东格陵兰很可能是下一个罪魁祸首,它隐藏在众目睽睽之下,但却被西海岸的强烈个性所掩盖。”
2019 ©华盛顿邮报
本文最初发表于华盛顿邮报。