韦德体育注册官方入口 70年后欧洲进入冰期 气温下降30°C？神秘洋流背后的故事

春节前，一个叫做为大西洋经向翻转环流的名词一度成为各大媒体头条，因为与之有关的最新论文揭示了一个不安的前景，欧洲将遭遇严寒，不是那种几天的寒潮，而是气候学意义上的变冷，北欧平均每10年下降约3°C。考虑到在全球变暖日益疯狂的今天，2023年全球平均气温比（1850-1900年）水平高出1.45°C已经让人类觉得越来越难以应付夏天，欧洲如果遭遇这种级别的变冷毫无疑问是终结性的，尽管这个过程的时间持续是100年。在此前的几份气候报告中均认为这种情况在 20 世纪内不太可能发生，但这种情况一旦发生将导致气候发生巨大而快速的变化。因此，它被视为“低概率高影响”事件，那么这个关于气候的大瓜究竟是怎么回事？

在占地球面积超过七成的海洋世界中，有一个鲜为人知的系统，其能够深刻的影响大气环流最终反映到日常天气，这种叫做温盐环流/深海洋流的洋流主要受海洋表面温度（热量）和淡水通量（盐分）产生的海水密度梯度所驱动，在风的帮助下从赤道大西洋向北极地区流动，途中受到冷却，最终在高纬度地区下沉。这些海水然后进入海盆。其大部分在南冰洋上升，其中流动时间超过1000年的海水在北太平洋上升，海洋盆地海水之间发生广泛的混合，将其间的差异降低，并在全球海洋中形成一个系统，这些海水会输送能量（热量）和质量（溶解的固体和气体），进而影响全球气候。

故事的核心是大西洋经向翻转环流（以下简称AMOC），其是整个大西洋从南大洋到高北地区（即北极附近地区）的大规模翻转运动，由密度差异驱动的，是大西洋的深度垂直翻转，其每秒输送约 1500 万立方米的水，这个过程将热带地区的热量（上层温暖的咸水）向北流动输送到大西洋，当它足够冷却时，它就会沉到底部，正如物理定律告诉我们的那样。在深海，水开始流回赤道。其为全球海洋有效地输送热量和盐分，并调节区域和全球气候。

对于AMOC的研究早已展开，不同的研究得出结论，随着全球变暖加深，北大西洋表层海水密度降低，这种环流减弱，从而抑制冬季对流，欧洲西北部变冷和暴风雨增加，北半球中纬度地区降水较少，热带地区降水量发生巨大变化，北大西洋风暴路径增强等等。但其减弱的程度存在不确定性，各种全球气候模型的预测差异很大。

而最新的研究认为，这种环流可能会在几十年后消失，极大地改变了热量（和盐）的重新分配，其结果是整个北大西洋和北半球普遍变冷，南半球略微变暖，从英国到斯堪的纳维亚半岛的北欧遭受毁灭性影响，例如一个世纪内冬季气温下降 10°C 至 30°C（每10年3°C），一些欧洲城市一两年内气候完全不同，比如挪威卑尔根二月份的气温每十年将下降约 3.5°C，这符合有关AMOC突然变化的古气候证据，在最糟糕的情况下，北欧可能会被厚厚的冰层覆盖。​其他影响还包括海平面大幅上升，尤其是美洲大西洋沿岸，热带降雨带南移（导致某些地区干旱，另一些地区洪水泛滥），海洋二氧化碳吸收减少，深海的氧气供应大大减少，北大西洋等地区的生态系统可能崩溃。与目前每十年升温约0.2°C的全球平均地表温度趋势相比，没有任何现实的适应措施可以应对AMOC崩溃下如此快速的温度变化。

该研究通过地球系统模式（CESM  海洋/海冰水平分辨率为 1°，大气/陆地部分水平分辨率为 2°）4400 个模式年的基础上完成的。该数值模型在荷兰最大的高性能计算系统上运行了6个月，这是科学家第一次在这种分辨率的全球耦合气候模型下模拟整个过程。其核心结果是证实了美国物理海洋学家Henry Stommel于 1961 年首次在一个简单的模型中论证的结果，AMOC有一个临界点，超过这个临界点，即北大西洋被淡水稀释，通过增加降雨量、河流径流和融水，从而降低其盐度和密度，AMOC就会崩溃，因为 AMOC 将咸水从亚热带带到了该地区，如果淡水（雨水或融冰融水）的流入使海水的盐度降低，水的密度就会降低，下沉的速度就会变慢，AMOC 的速度就会减慢。因此它给该地区带来了更少的盐分，从而进一步减缓了 AMOC 的速度。这称为盐平流反馈。超过临界阈值后，这将成为一个自我放大的“恶性循环”，AMOC 就会陷入停滞。

不过研究也引发了一些批评，其模拟了格陵兰岛的融化和淡水量的增加，将融化速度提高到目前的80倍，这和目前地球升温趋势背离，但AMOC崩溃从古气候的角度而言在其发生前温度没有发生显著变化，同时该研究也考虑了降水带来的额外影响。

但无论如何，此类研究“房间里的大象”始终是，历史数据太少。人们针对AMOC的历史数据非常有限，从2004年以来，横跨大西洋、位于北纬 26° 的 RAPID 阵列连续观测 AMOC，一直到2012年连续截面测量表明AMOC 强度下降了几个 Sv（1个Sv=10⁶ 立方米每秒），截至 2018 年 9 月的数据显示，其可能会自 2009 年低点以来恢复，但时间序列太短，无法就其原因得出结论。以往针对AMOC 强度的较长时间尺度变化是通过使用海面温度 (SST) 时间序列估计的，比如格陵兰岛尖端和英国之间区域的海面温度，逻辑是如果 AMOC 减弱，该区域的海洋表面温度就会降温，针对海洋表面温度的监测时间更长，事实上该区域可能是地球上唯一自前工业时代以来变冷的地区。但这项指标有一些缺陷，比如冬季海面温度是 AMOC 强度的良好指标，而夏季则不然，此时海洋被太阳加热的浅表混合层覆盖，并且高度依赖于天气条件，推测表明自 1950 年左右以来，AMOC 减弱了 3 ± 1 Sv。其他一些数据包括海底沉积物颗粒尺寸作为AMOC分支的流速指标等。

而新的研究提出了一种基于物理学的、可以观测信号，即南大西洋入口处横跨非洲南端纬度的 AMOC 淡水输送，原因是这个量是盐平流反馈强度的度量，尽管该研究没有提出达到临界点的特定时间段估计，这需要对这一纬度的海洋环流进行更多的观测。而此前的另外一个研究则认为，临界点出现在2025 年至 2095 年有95% 置信度。

类似的气候突然变化在古气候记录上有一些非常著名的例子，比如最著名的冰盖融化导致气候突变的推论是海因里希事件，古气候的考古显示该末次冰期事件由第四纪大冰盖劳伦泰德冰盖上的部分冰山脱落并穿过哈德逊海峡进入北大西洋，导致大量淡水流入北大西洋并引发大西洋经向翻转环流崩溃，北半球进入真正的速冻模式，标志着最后的冰河时代的开始。最后一次 AMOC 崩溃导致了新仙女木期的寒冷事件，这是距今12800年至11500年的一段持续1300年左右的冰期。