多年来,科学家们一直知道全球气候变暖正在融化世界第二大冰盖格陵兰冰原。然而,伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的一项新研究表明,现有两种气候模式可能暂时增加或减少融化速度:北大西洋涛动(NAO)和大西洋年代际振荡(AMO)。
这两种模式都可能对区域气候产生重大影响。 NAO以亚速尔群岛和冰岛之间的大气压力差来衡量,可以影响西风风暴路径的位置和强度。该研究发现,当NAO处于负相位(意味着格陵兰岛的空气压力较高)时,它可以在夏季引发格陵兰岛的极端冰融化。同样,AMO改变了北大西洋的海面温度,当它处于暖相位时会引起重大的融化事件,从而提高整个区域的温度。
本文的合作者、WHOI的气候科学家Caroline Ummenhofer表示,如果全球气候变化以目前的速度继续下去,格陵兰冰盖最终可能会完全融化,但它是否会更早还是更晚遭遇这样的命运也许取决于这两种振荡。根据AMO和NAO的相互作用,过度融化可能比预期提前20年发生,或者比本世纪晚20年发生。
“我们知道格陵兰冰盖融化的部分原因是气候变暖,但这不是一个线性过程,”Ummenhofer说,“有些时期它会加速,有些时期则不会加速。”
实际上,用十年的尺度预测环境状况并不容易。几周时间内NAO可以在正位相和负位相之间切换,但AMO可能需要50多年才能完成整个周期。自19世纪后期科学家首次开始追踪气候以来,只记录了少数AMO周期,因此很难确定可靠的模式。更复杂的是,WHOI科学家需要弄清楚与人类相关的气候变化导致了多少融化效应,以及有多少归因于AMO和NAO。
为此,该团队依靠区域地球系统模型的大型集成数据,这是一套在国家大气研究中心进行的大规模气候模型。从那个起点开始,研究人员观察了该模型40个不同的迭代,涵盖了20世纪和21世纪的180年,每一次都使用略有不同的初始条件。虽然所有的模拟都包括相同的人为因素,例如两个世纪以来温室气体的增加,但他们在开始时使用了不同的条件,例如特别寒冷的冬季,或强大的大西洋风暴季节,这导致了结果的明显变化。然后,研究小组可以将这些结果相互比较,并从统计学上消除气候变化带来的影响,让他们把AMO和NAO的影响分离开来。
“使用大量的模型输出,我们的研究结果在统计学上更具稳健性,”该论文的主要作者Lily Hahn说,“它提供了比单个模型运行或单独观测更多的数据点。当你试图研究像大气-海冰相互作用这种复杂的东西时,这非常有用。”