
数十年来,北大西洋上有一片神秘的水使科学家感到困惑。这种海水位于格陵兰岛东南部,在1901年至2021年之间比1800年代后期更冷,即使周围的海洋变得更加温暖。
一些科学家链接这个“变暖的孔”流到了冰冷的北极融化水中;其他的指责运输污染,可以弹跳太阳的光芒回到太空。但是越来越多的证据表明该洞的起源更加险恶 - 如果释放的影响,其影响将比北大西洋的一小部分地区远远得出。
温暖的孔可能表明大西洋洋流正在放慢速度。这种电流网络调节地球的气候,从热带地区移动到北半球的热量。包括海湾流的电流形成了一个巨大且看似永久的环,称为大西洋子午倾覆循环(AMOC)。
AMOC以前已经削弱了,古老的沉积物揭示了,过去的一些循环变化非常突然。但是人类社会将努力适应许多研究人员在未来世纪预测的快速变化率。罗伯特·马什(Robert Marsh),英国南安普敦大学的海洋学和气候教授较弱,可能会释放欧洲部分地区的冰冻天气,加剧海平面在美国东海岸上升,并以科学家们正在竞争预测的方式围绕赤道触发干旱。
AMOC是否已经削弱了以及电流是否可以完全崩溃是有争议的问题。但是,很明显,“我们正在打断系统,” Marsh告诉Live Science。
一个巨大的加热器
AMOC是地球最大的输送带,Thermohaline循环的一部分,它将水推到世界海洋周围。从南非山脉向北流动的海水在海洋表面,当它们滑入热带和亚热带时,从大气中吸收了热量。他们将这种热量释放到格陵兰附近的北大西洋,从而导致西北欧洲特别强烈的变暖作用。
“目前,北半球比构成AMOC的电流较弱,玛雅·本·亚米,一位早期的研究人员专门研究慕尼黑技术大学的气候临界点。例如,AMOC在挪威等国家 /地区的空气温度 18至27度华氏度(10至15摄氏度)平均而言,温暖的比其他人更温暖。
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为了向南行驶,北大西洋的地表水必须从水柱下掉下来,并与底潮融合。气候科学家说,这种下沉的步骤是循环速度放慢的地方,因为地表水必须非常咸,因此非常密集才能下沉。但种植融水的河流从格陵兰冰盖和北极从地表水的盐浓度稀释,以防止它们跌落到海底。
担心科学家的温暖孔正处于AMOC释放热量的地方。如果AMOC仍表现强劲,那么考虑到当前的全球温度,海洋温度比研究人员所期望的要低。这表明从南向北的热运输已经下降。
并与气候变化烹饪这个星球,有更多的淡水会倒入北大西洋,引发反馈回路,以加速AMOC的减弱。随着洋流的速度,到达北大西洋的盐量可能会减少,这使得已经被稀释的地表水沉没更困难。
“当您拥有强大的AMOC时,它会吸入咸水,”大卫·索纳利(David Thornalley)伦敦大学学院的海洋和气候科学家告诉Live Science。 “如果您开始削弱AMOC,那么少咸水就会被吸引到北大西洋上,然后削弱了AMOC,然后是一个失控的过程。”
定义“崩溃”
温暖洞是一个证据,表明AMOC已经削弱了,但并不是每个人都同意。
问题在于,AMOC强度的直接测量只能追溯到2004年,因此研究人员依靠间接的“指纹”(他们认为与AMOC相关的气候参数)来识别大西洋循环的长期趋势。
指纹的麻烦在于它们给出了可变的结果,有时甚至是矛盾的结果。例如,2018年研究建议减弱,研究于一月份发表建议大西洋电流尚未下降在过去的60年中,尽管一些科学家批评了一月研究的数据。
无论大西洋水流是否已经放慢,大多数科学家都认为他们将来会。
索纳利说,如果循环显着削弱,“一些相当大的重大变化将会发生,他们将逐渐发生在21世纪。”
首先,减少洋流的量将减少到挪威,瑞典和英国等国家,从而导致这些地区的温度较低。冷却的量将取决于AMOC损失的强度。
气候模型会产生不同的预测,具体取决于烘烤的假设,对某些气候因素的敏感程度以及数据研究人员为模型提供了敏感性。马什说,有些人的强度降低了10%,而另一些人则预计下降接近50%。
马什说:“减少50%会对我们的地区气候产生影响。”例如耕种。相比之下,“ AMOC削弱的10%是明显的,但可以管理。” “尤其是冬季,这可能会使我们的天气少一些。”
完全崩溃不太可能研究于2月发表成立。马什说,即使地表水停止在北大西洋上崩溃,也有相对恒定的因素,例如风,这些因素驱动了水的运动。
马什说:“崩溃是[AMOC]的一些假设的100%失败,对我来说并不合理。”他补充说,但是AMOC不需要崩溃就将人类的生命和系统扔到混乱中。
“真的很野性”
马什说,在北大西洋和西北欧洲的冷却可以抵消气候变化中的一些变暖,但这可能不是一件好事。他说,温度下降可能会改变大气过程,这些过程驱动这些地区的风暴和其他天气事件。
马什说,北大西洋的冷却不会直接使美国东海岸变得更冷。这是因为东北的天气更受北极极性涡流的决定,这是一圈圆形的北极的圆环,并捕获北极附近的冰冷空气。如果该乐队变形或扩展,有时会在冬季使用寒冷的空气逃脱并扫过中西部和南部的海湾。
Marsh说,但是较弱的AMOC可能会改变北极涡流,这反过来会影响东北。涡流容易受到气候变化的影响,最近的证据表明结构已经表现得很奇怪。
对东海岸和西北欧洲的直接影响也可能是海平面上升的。目前,北大西洋地区的海平面是2.3英尺(70厘米)较低比如果AMOC弱,因为强球会产生不均匀的海平面。如果AMOC减弱,水可能会自身重新分配,并增加直接由全球变暖引起的海平面上升。
随着北半球的冷却,热带和亚热带地区也可能会陷入混乱。研究表明较冷的北大西洋会改变地球的能量平衡,并且触发南方受热带收敛区(ITCZ)的云,这是一束环绕赤道附近地球的云。
充满水分的ITCZ会根据地球相对于太阳的位置上下弹起,带来了大雨和暴风雨。这是负责季风- 具有独特的潮湿和干旱季节的天气模式 - 在南美,西非,印度和东亚。
研究表明,如果ITCZ向南移动,将季风扔掉至少100年。 “目前,我们有这些地区习惯于在潮湿的季节中获得非常激烈的降雨。”研究。她说,生态系统适应这些倾盆大雨,人们依靠降雨来农业。
ITCZ向南转移将导致西非等地的潮湿季节较短,更干燥。本·亚米说,这些影响可能会持续数十年,并严重破坏赤道周围的生活。 “农民在撒哈拉以南非洲的某个地方,他们需要那个降雨。”她说。
降雨的转变也会影响亚马逊雨林。 Ben-Yami说,北部和南部地区的影响可能有所不同,因为雨林是如此之大,以至于即使ITCZ向南移动,南部仍会收到大量降雨。
她说,但是北亚马逊雨林(包括哥伦比亚,秘鲁,厄瓜多尔的部分地区,委内瑞拉,苏里南,圭亚那,法国圭亚那和巴西)将经历更长,更激烈的干旱季节,这对该地区造成了毁灭性的灾难。
索纳利说,削弱的AMOC的影响可能会花费数千亿美元(甚至数万亿美元)。 Thornalley告诉Live Science:“这是一个非常全球化的气候转变 - 它将非常非常昂贵。”
还有,北大西洋沉积物从上一个冰河时代(120,000到11,500年前),表明与AMOC相关的气候突然转变发生在过去。
索纳利说:“我们知道气候可以做真正的野性。” “我们知道,真的,真的出色地。”
做出预测
研究人员说AMOC将在2100之前大大减弱,但是准确地指出最大的变化何时会发生很棘手。
由于直接测量只能追溯到20年,因此科学家经常从历史数据中推断出何时大西洋电流可能达到临界点。临界点是某些地球系统中的阈值,一旦超过它,就可以将这些系统从一个稳定状态转换为一个截然不同的状态。
本·亚米说,一个很好的比喻是椅子。椅子站在四只腿上或躺下时,椅子是稳定的。这两个之间的任何位置都是不稳定的。一个坐在椅子上的人可以稍微向后倾斜,但是经过一定的门槛,椅子跌落在地面上。
2023年的一项引人注目的研究得出的结论是AMOC最早可能会在今年到达临界点。作者在1870年至2020年之间使用了北大西洋亚层的海面温度来计算AMOC的弹性和强度的波动。他们的模型表明,大西洋水流的弹性和较弱较弱,到可能在本世纪中叶之前倾斜的地步。
在2024纸但是,本·亚米(Ben-Yami)和其他专家认为,从2004年之前的数据中有太多的不确定性,无法预测AMOC何时可能提示。她说:“一旦考虑到所有这些不确定性,就不会得到实际的预测。”
“我们越来越担心。”
UU研究门户EJV(EMMA)闷热,乌得勒支大学
本·亚米(Ben-Yami)说,没有强大的预测可能比知道何时失败的预测还要糟糕,因为未来还不清楚。她警告说:“面对这种不确定性,我们应该更加谨慎”。
虽然一些研究人员正在寻找过去的答案,而其他研究人员则是搜索预警信号这符合AMOC未来变化的线索。这些信号之一是南非尖端附近34度的纬度向南流入大西洋的淡水量。模型表明,那里的淡水运输将最低大约25年前AMOC到达临界点,这意味着专家可以在发生最大变化之前准确预测AMOC的变化。
但是了解这一最低限度并不能帮助任何人都能明显削弱AMOC,因为到达最低限度时,扭转驾驶员的气候变化为时已晚。EJV(Emma)闷烧是一名博士生,专门在荷兰乌得勒支大学(Utrecht University)从事AMOC预警信号。
“我们变得越来越担心。”闷烧的人告诉Live Science,并补充说,她的研究小组正试图找到其他警告信号,这些警告信号将帮助科学家以更多的交付时间进行预测。
她的小组在发布给预印度数据库的一项研究中描述了这些替代信号之一arxiv2024年6月,尚未同行评审的这项研究发现,南非尖端附近大西洋的盐度可能比淡水的指标更好,即AMOC何时会减弱。
根据这种盐运输的模式,闷烧的人和同事估计,AMOC将在2050年左右“倒塌”,这与以前的一致,同行评审研究。
Marsh说,寻找预警信号很重要,因为“可能是我们需要尽可能多的先进知识来准备平民,甚至军事资产”才能应对AMOC削弱的后果。他说,可能需要这些资产来保护基础设施和社区免受无法预测的天气。
最终,无论我们是否确切知道AMOC何时会下降,要点相同,Marsh和其他人说:通过削减发射到大气中的二氧化碳数量来停止全球变暖。
Thornalley说,AMOC可能正在接近转折点“应该足够激励,同时知道会有什么影响,让我们想要停止所做的事情。” Thornalley说。 “我们可能无法确切说出我们剩下的时间,但是[证据]表明我们可以有一个转折点,我们真的很想避免这种情况。”
编者注:本文于4月25日在EDT 5:14更新,以纠正引言中的错误。北大西洋的斑点很冷,不温暖。
这个故事是89%的项目,现在涵盖气候的全球新闻合作的倡议。