近日发表在美国《科学进展》杂志上的一项新研究显示,大西洋经向翻转环流(AMOC)正接近临界点,研究人员认为这可能“对气候系统和人类来说是个坏消息”。
地球的“顶流”要崩溃?
大西洋经向翻转环流被称为“大洋传送带”,是全球“热盐环流”(Thermohaline Circulation)的重要组成部分,也是地球气候的一个重要调节系统,其强度变化可直接影响南北半球的热量分配。
AMOC可以将表层的温暖海水、热量、盐分、营养物质等从赤道附近运往高纬度地区,并在那里冷却、下沉,将较冷的海水从深海运回赤道地区。这种流动有助于分配能量和热量,并调节全球变暖的影响,直接影响人类生活的气候条件。
大洋热盐环流传送带,左上角红色框内为大西洋经向翻转环流,图/National Geographic
然而,由于全球变暖导致冰盖融化速度快于预期,河流水位不断上涨,北大西洋的淡水流入量增加,阻碍来自南方盐度更高、更温暖的海水下沉,导致该系统趋向崩溃。此前研究显示,AMOC处于1000多年来最疲软状态。
荷兰乌得勒支大学的研究人员利用计算机模型和此前数据,计算出AMOC到达临界点时可观测到的预警信号:即该环流引发的大西洋南部边界地区淡水输送的最小值。分析显示,目前的AMOC正在接近临界点。
研究主要作者、乌得勒支大学学者雷内·范·韦斯滕表示,AMOC正在接近临界点不只是一个理论概念,这对气候系统和人类来说是个坏消息。目前还没有足够的数据表明临界点是在何时达到,但当AMOC触及临界点时会对人类造成不可逆影响。
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此前IPCC 在 2021 年的报告中指出,许多大海洋流将在 21 世纪发生变化,AMOC 很可能在本世纪衰退。然而根据2023年七月发表于《自然通讯》的预测,倘若按照目前的温室气体排放量,AMOC 的崩溃将可能提前至本世纪中叶左右 (2025年-2095年),可能性高达95% 。
大西洋经向翻转环流崩溃有哪些影响?
作为地球气候系统中最重要的临界元素之一,大西洋经向翻转环流可能会崩溃这件事,是人类对气候最严重的忧虑之一,因为这或将对北大西洋地区和全世界气候产生巨大影响。
在地球历史上,最近一次的AMOC崩溃事件发生在末次冰期。受AMOC的崩溃和恢复影响,以大约数千年为周期,发生了25次剧烈又快速的气候波动,这被称为Dansgaard-Oeschger 事件(D-O事件)。在一些事件中,北半球的平均气温在十年间变化了10℃~15℃。而作为对比,我们目前经历的气候变化“仅仅”是在一个世纪内变暖了1.5℃。
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最新的研究成果发现,AMOC崩塌临界点可能激活的最小温升值为 1.4℃,估算平均值为 4℃,变化范围在温升 1.4~8.0 ℃,如果温升超过最大值 8.0℃,AMOC将彻底崩塌,不可逆转。
荷兰乌得勒支大学的研究描绘了AMOC崩溃可能引起的一些后果:大西洋某些地区的海平面将上升1米;亚马孙地区的雨季和旱季将受影响,可能使本已脆弱的雨林超过其自身临界点;世界各地的气温波动将更不稳定;南半球将变得更温暖等。
还有研究认为,AMOC崩溃将导致北大西洋冬季平均表面温度在 10 年内降低 2~3 ℃,地球将开启新的小冰期时代。
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有关研究表明,大西洋经向翻转环流可能在本世纪中叶,或者在 2025 年后的某个时间崩溃。《后天》这部灾难电影就是以AMOC被冰川融化阻断作为情节主线的,看后令人不寒而栗。
大西洋经向翻转环流如果关闭,印度、西非、南美等地将出现一个极为可怕的后果——这些地区的降雨将会中断,不仅农业可能崩溃,土地甚至可能向干旱荒漠化转变。这种崩溃可能会引发美国、欧洲和其他地区的天气和气候迅速变化。如果发生这种情况,可能会导致美国的波士顿和纽约等城市海平面升高,美国东海岸沿线将出现更猛烈的风暴和飓风。
地球还有哪些气候临界点?
2022 年埃克塞特大学气候研究员戴维·阿姆斯特朗·麦凯等人的研究成果发现,全球气候临界点共有 16 个,其中 9 个为影响全球的全球性临界点,7 个为可能产生严重区域影响的区域性临界点。
全球性临界点可能会导致全球性的连锁影响,伴随着额外的碳排放和更高的海平面上升率。
区域性临界点可能产生严重的区域性或地方性影响,如极端温度、更频繁的干旱、森林火灾和前所未有的天气等。
气候临界点的阈值及其影响 图/科普中国
麦凯等对逐个临界点被触发所需的气温升幅进行了计算,结果发现有5个临界点已处于危险区,已经或很快就会被突破。这5个危险的临界点是格陵兰冰盖崩塌、南极西部冰盖崩塌、北极冻土层崩塌、热带珊瑚礁消亡,以及拉布拉多海副极地对流崩塌,其中格陵兰冰盖和南极西部冰盖崩塌的临界点已经被突破。触发格陵兰岛冰盖全面消亡的临界点是升温 0.8℃,而触发南极西部冰盖全面消亡的临界点是升温 1℃。除了这 5 个临界点之外,其余 11 个临界点被触发所需的升温幅度超过 1.5℃,被归于有可能被激活的临界点。
需要注意的是,这些气候临界点具有不可逆性和难以预测性,一旦突破很难短时间内改变。因此,在事情变得难以挽回前,我们必须行动起来!
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