大西洋经向翻转环流(AMOC)在全球气候中发挥着关键作用。大西洋经向翻转环流的近海面分支(上缘)将热量和盐分从赤道向北输送,有助于抵消中纬度地区(尤其是欧洲中部、Scandinavia半岛)的大气降温,从而缓和区域气候。在高纬度地区,形成了较冷、较新鲜和较稠密的水团(AMOC下缘),这些水团通过深海洋流向赤道移动。因此,要维持大西洋中温暖而有浮力的海水向北流动,就需要高密度海水不断下沉。古气候记录显示,在上一个冰川周期中,高密水形成的强度和位置与全球气温的剧烈波动之间存在密切联系。此外,模拟研究表明,高密水形成过程的终止可能是未来气候的一个潜在临界点。东亚极地北大西洋(eSPNA)和北欧海域的深水形成对维持大西洋经向翻转环流(AMOC)的下缘至关重要,对全球气候具有重要影响。然而,目前仍不确定哪些过程决定了深水的形成,以及大西洋和北冰洋水域对下缘的贡献程度。
为了解决这个问题,发表在《Nature Communications》上的一项研究利用拉格朗日轨迹诊断了一个全球涡旋解析海洋模式,该模式与最近的观测结果非常吻合,突出显示eSPNA是AMOC下缘的主要来源。AMOC下缘由72%的大西洋水域和28%的北极水域组成,其密度和深度主要取决于大西洋和北极的混合,主要是在丹麦海峡附近。与此相反,大西洋水域通过沿北欧海洋东部外围的海气相互作用获得密度,但没有进入北冰洋,对下缘的贡献几乎为零。
(张雯哲 编译;於维樱 审校)