近期,来自英国国家海洋学中心(National Oceanography Centre,NOC)的顶尖科学家们研究发现,大西洋经向翻转环流(Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC)并没有像科学家先前分析的那样显示出可探测到的衰退—AMOC的衰退将导致北美和欧洲极端天气和气候的减弱。研究结果发表在《Geophysical Research Letters》上。该项研究发现格陵兰岛东部伊尔明格尔海的海洋密度解释了AMOC强度的大部分变化—AMOC是一个包括墨西哥湾流在内的洋流系统。事实上,新的数据表明,没有证据表明在过去的70年里,AMOC正在经历可探测到的洋流强度的下降。
NOC的科学家们研究了格陵兰岛和苏格兰之间的亚极地北大西洋(Subpolar North Atlantic,SPNA)海区,这是一个对AMOC系统健康至关重要的区域。在这里,从亚热带携带热量的暖流变得更冷、密度更大,这一过程对AMOC洋流系统的强度产生了强烈的影响。以前的研究认为,AMOC正在减弱,可能是由于极地冰雪融化带来的淡水增加;如果AMOC和墨西哥湾流衰退,可能会对美国和欧洲的气候造成灾难性的影响。
这些发现凸显了大西洋洋流对欧洲天气的重大影响。NOC海洋物理学和海洋气候小组负责人Penny Holliday教授指出,墨西哥湾流和急流都会影响天气,但方式不同。墨西哥湾暖流将温暖的海水带到西欧,使得欧洲的气温比加拿大同纬度地区的温度更高,并影响了整体气候。急流更直接地导致天气的短期变化。但是,包括墨西哥湾流在内的洋流变化反过来会迫使急流在英国上空带来潮湿和多风的天气,或者给英国北部带来平静和稳定的天气。
这个过程与AMOC的强度直接相关。在大西洋中,因为蒸发的影响,向北流动的海水含盐量很高。海水在被输送到北方的过程中逐渐冷却,由于较低的温度和较高的含盐量使海水密度更大、重量更重,它沉入海洋深处。下沉的海水导致更多的水被输送到北方,形成稳定的洋流。下沉的海水量决定了表层海流的一致性和强度。
Holliday教授补充道,通过这项研究,科学家们试图了解AMOC的物理原理,以提高对气候预测的信心,从而帮助评估评估哪些海洋模型运行良好,哪些模型需要改进。更重要的是,研究发现包括墨西哥湾流在内的AMOC系统还没有变得不稳定,也没有达到可以破坏世界各地气候的临界点。这项研究表明,格陵兰岛和苏格兰之间的地区对气候预测非常重要,而且发生在次极地环流中心的过程是至关重要的,而不是像以前认为的那样发生在周围的洋流中。该研究首次展示了环流内水的温度和盐度与大洋流强度之间的关系。
科学家们将利用这一发现来开发气候模型。先前的发现降低了气候预测的可信度,因为在许多气候模型中,决定洋流强度的关键过程是由格陵兰岛和加拿大之间的地区决定的,而事实上,这一过程发生在格陵兰岛和苏格兰之间。
Holliday强调,没有理由表明AMOC将全面衰退。虽然有证据表明近几十年来该系统在SPNA中放缓,但没有迹象表明两者在更长的时间尺度上的相关性。因此科学家们相信,这一研究将提供一个更准确的气候预测时间表,以及改善季节性天气预报。(刁何煜 编译)