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《自然-气候变化》:大西洋经向翻转环流可能已经失去稳定性
时间:2021-08-09 11:00:11

据外媒报道, 哥本哈根大学研究人员Niklas Boers在《自然-气候变化》上发表的一项 新研究 表明,大西洋经向翻转环流(AMOC)在上个世纪可能已经失去了稳定性。 这一发现既令人担忧,也令人惊讶。海湾流也属于AMOC,它对欧洲相对温和的温度负有责任,并影响着全世界的天气系统。因此,这一洋流系统的崩溃(到目前为止,在目前的全球变暖水平下还没有被认为是可能的)将对全球,特别是欧洲的天气和气候产生严重影响。

这项研究是欧洲TiPES项目的一部分,由丹麦哥本哈根大学和德国波茨坦气候影响研究所协调。

AMOC是大西洋的关键环流系统。它将热量从热带地区转移到北半球,在海洋表面向北输送暖水团,并在海洋底部以冷流的形式向南返回。

模型模拟和所谓的古气候替代记录的数据表明,AMOC可以有两种不同的模式。一种是目前达到的强势模式--另一种是大大减弱的运行模式。这种双稳定性意味着这两种环流模式之间的突然转换原则上是可能的。

最弱的时候

由于AMOC重新分配热量,它影响着全球的天气模式。因此,从目前达到的强环流模式崩溃,除其他影响外,将使欧洲大幅降温,并强烈影响热带季风系统。

之前已经表明,AMOC目前处于1000多年来最弱的状态。然而,到目前为止,还不清楚观察到的减弱是否只对应于平均环流状态的变化,或者它是否与动态稳定性的实际丧失有关。

“这个区别是至关重要的。因为动态稳定性的丧失将意味着AMOC已经接近其临界阈值,超过这个阈值就会发生突然的、可能是不可逆的向弱模式的过渡,”该研究的作者Niklas Boers说。

崩溃的“指纹”

不幸的是,关于AMOC的强度的长期观测数据并不存在。但是AMOC在大西洋的海面温度和盐度模式中留下了所谓的“指纹”。对这些“指纹”的详细分析表明,上个世纪AMOC的减弱确实可能与稳定性的丧失有关,从而与临界阈值的接近有关,超过这个阈值,洋流系统就会崩溃。

这一发现不仅令人担忧,而且相当令人惊讶,因为到目前为止,AMOC的突然转变预计会在全球变暖水平远高于目前的1.2摄氏度时发生。

“大多数证据表明,最近的AMOC减弱是由大西洋北部海洋变暖直接引起的。但根据我们的理解,这不太可能导致突然的状态转变。”Boers解释说:“在大量淡水流入北大西洋以应对格陵兰冰盖的融化、北极海冰的融化以及整体降水和河流径流的增加之后,可能会导致这种转变的稳定性丧失。”

淡水流入,特别是格陵兰融水径流在过去几十年中确实加速了。然而,尽管已经检测到格陵兰冰层区域不稳定的第一个迹象,但最近格陵兰的径流不应该足以破坏AMOC的稳定。

“为了深入了解这一点,我们需要找到方法来改善AMOC和极地冰盖在综合地球系统模型中的表现,并更好地约束其预测。我希望这里介绍的结果能对此有所帮助!”Boers总结道。

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