使北欧保持温暖的主要大西洋洋流可能会出现新的变化和临界点

Josiah01 · 发表于 2024-7-31 21:50:15

　　考虑到北欧在地球上的位置，它相对温暖。例如，尽管伦敦位于加拿大大多数主要城市的北部，但它比所有主要城市都温暖（甚至比不列颠哥伦比亚省的温哥华都要温暖）。但由于全球变暖，这种温暖可能会在本世纪初消失。
　　这是因为一条主要的洋流——大西洋经向洋流（AMOC）——从墨西哥湾流向挪威斯瓦尔巴群岛附近——可能会停止流动。如今，它携带着大量暖水流向北大西洋，在那里冷却、下沉并急剧改变方向，从格陵兰岛东海岸移出，然后穿过中大西洋（在向东北方向流动的 AMOC 下方）并流向南大西洋。在此过程中，它释放的热量使北欧港口保持无冰状态。
　　在全球变暖的背景下，东北部含盐的 AMOC 与来自融化的北极的凉爽淡水混合，再加上全球变暖特有的降雨量增加，这些淡水降低了洋流的密度和盐度，因此其在北大西洋的冷却和下沉减少了，从而减少了其向南的流动。
　　1995 年，气候模型专家预测AMOC 的循环将在 2200 年停止。自 2004 年以来，人们就开始进行观测，事实上，AMOC 的部分区域确实似乎正在减缓。
　　但到目前为止，气候模型还无法仔细观察 AMOC，包括它的众多溪流、环流和输入。
　　现在，科学家们利用一个气候模型对 AMOC 进行了更详细的研究，对它的未来有了更好的了解，发现了早期模型遗漏的细节。在这个新的、更坚定的模型中，AMOC 在某些地区突然崩溃，而在其他地区却意外增加。研究结果发表在《物理评论快报》上。
　　“我们的高分辨率模型研究发现了一个惊人的转折：由于气候变暖，大西洋经向翻转环流 (AMOC) 可能会在亚北极大西洋地区增强，”来自德国不来梅大学亥姆霍兹极地和海洋研究中心阿尔弗雷德韦格纳研究所的这项研究的共同作者 Gerrit Lohmann 说，“这推翻了人们普遍认为的这一重要洋流系统正在逐渐减弱的观点。”
　　用于气候变化预测的大型全球气候模型通常将陆地和海洋划分为 100 公里乘 100 公里的区域，以适应时间和计算能力。作为“低分辨率”模型，它们可能会错过较小的物理特征，例如海洋中的涡流和环流。
　　洛曼及其合作者使用了最近开发的高分辨率气候模型，即社区地球系统模型，该模型将之前每边 1° 纬度和经度的网格大小缩小到 0.1°，即大约 17 公里。
　　他们假设大气中的二氧化碳水平将以较高的速度增加，即 IPCC 的RCP 8.5 情景，即二氧化碳将在本世纪内迅速增加到 2100 年的约 1,250 百万分率 (ppm) 的水平。
　　高分辨率和低分辨率模型均显示 AMOC 整体放缓，从 2000 年到 2100 年每秒减少约 800 万立方米水，并在 2020 年左右急剧下降。（相比之下，AMOC 的总流量估计为每秒 1500 万至 2000 万立方米水，每秒传输约 13 万亿焦耳的能量。）但在较小、更区域性的范围内，AMOC 的部分区域突然崩溃，而其他部分甚至随着时间的推移而增强。
　　“先进的气候模型现在显示，在极端温室气体排放（RCP 8.5）下，AMOC 可能在某些地区急剧下降，而在北极地区却出现相反的增加，”洛曼说。“尽管 AMOC 活动总体呈减弱趋势，但这种意外的区域性增强却发生了。”
　　除了区域变化和海洋涡流之外，高分辨率模型还显示出低分辨率研究中未知的临界点。
　　临界点是指系统突然从一种状态转变为另一种状态——一个阈值，在这个阈值上，额外的小变化会导致系统突然转变为一种新状态。例如，你可以穿着裤子吃东西，但到了某个时候，你的裤子底部突然会撕裂，从此以后它们就永远处于不同的状态。这就是裤子的临界点。
　　气候系统的子系统都有临界点；例如，对格陵兰冰盖历史的研究估计，当地球温度比工业化前水平高出约 2.5°C 时，格陵兰冰盖将经历一个临界点。当达到临界点时，整个冰盖的融化可能是不可避免的。
　　科学家发现，在较小的尺度上，AMOC 的某些部分具有在以前的一般 AMOC 模型中没有出现的临界点。
　　洛曼说：“研究结果强调了将区域动态纳入 AMOC 预测的迫切必要性，因为这些局部变化可能会对气候和海洋生态系统产生深远影响。”
　　“当我们面临不确定的气候未来时，这些见解强调了先进气候模型对于预测和应对地球系统剧烈变化的重要性。”此外，他说，整体 AMOC 和小规模 AMOC 之间的反馈“未来可能会发生变化”。

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