《在温暖的气候下,深海环流有多稳定?》

  • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
  • 编译者: 张灿影
  • 发布时间:2020-04-07
  • 如果大西洋深水环流由于气候变化而停止或减缓,它可能会导致北美北部和欧洲的降温,这种情况在过去的寒冷冰川时期已经出现。近日,罗格斯大学的一项合作研究表明,在过去45万年中,深海环流的短期中断发生在温暖的间冰期,而且可能再次发生。具有讽刺意味的是,在一个更温暖的世界里,北极地区的极地冰盖融化,导致更多的淡水进入海洋,改变了环流,这可能导致了先前的降温。尽管如此,像2004年电影《后天》那样的快速冰冻还是不太可能发生的。一项最新的研究表明,我们的气候系统在很大程度上依赖于深海环流,目前气候系统正处于一个临界点附近,可能会发生突然的破坏。

    合作者、罗格斯新不伦瑞克大学的著名教授Yair Rosenthal说,尽管循环中断和降温可能相对较短——持续时间可能长达一个世纪或更长——但其后果产生的影响可能很大。温暖的北大西洋洋流——墨西哥湾流最北部——流入格陵兰海。由于空气的热量损失,海水逐渐变冷变咸,最终下沉并形成北大西洋深水层——一团向南流动的深层冷水团。北极地区极地冰盖的融化将导致更多的淡水进入海洋,破坏这种环流模式,进而导致欧洲和北美北部地区降温。

    在2014年的研究中,科学家们提出了在11.6~12.8万年前的最后一次间冰期北大西洋深水形成中断的证据。由于极地冰盖在温暖的世界融化,进入北极地区的淡水增加,可能扰乱了环流,这通常会将温暖的海水带到北美和欧洲北部海域。这种破坏似乎持续了一个世纪或更长时间。最新研究表示其涵盖了过去45万年中另外三个温暖的间冰期。在所有这些过程中,无论全球变暖的程度如何,科学家们都发现了北大西洋深水形成的类似长达一个世纪的中断。他们发现,这种破坏比人们曾经认为的要容易得多,而且发生在我们可能很快面临的全球变暖的气候条件下。

    相关论文链接:https://science.sciencemag.org/content/367/6485/1485

    (郭亚茹 编译;於维樱 审校)

  • 原文来源:https://www.rutgers.edu/news/how-stable-deep-ocean-circulation-warmer-climate
相关报告
  • 《研究发现不断变化的北大西洋中有着稳定的海洋环流》

    • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
    • 编译者:张灿影
    • 发布时间:2020-12-08
    • 由于全球变暖,海洋垂直结构正在发生变化,这些变化是否与海洋环流同步尚不得而知。现在,来自中国科学院南海海洋研究所(SCSIO)、美国乔治亚理工学院和德国基尔GEOMAR-Helmholtz海洋研究中心的一个国际科学家团队回答了这个问题。在这项研究中,他们采用了近30年的北大西洋副热带和副极地水文剖面,并结合卫星测高数据、全流域阵列观测和同化模型数据。该最新研究发现,海洋环流变化的速度和海洋内部性质变化的速度可能与之前的认知有所不同。尽管十年来海洋内部性质发生了深刻变化,但自20世纪90年代以来,翻转环流在十年尺度上仍然保持稳定。这项研究的主要作者认为,大西洋经向翻转环流(AMOC)主要由一个向北流动的上分支和一个向南流动的下分支组成,他们分别携带了暖而咸和相对冷和淡的水体。与AMOC相关的大量净热通量和淡水输送对区域和全球气候至关重要。高纬度地区的水文变化一直被认为与AMOC变化密切相关,但从观测角度来看,过去几十年中,AMOC是否发生了显著变化,目前仍不清楚。不过该最新研究中发现,最近几十年来,不仅从表层到中层(即从表层到2000米左右)的AMOC水在温度、盐度和溶解氧方面都发生了显著的变化,而且在2000米以下的更大深度上的水域也出现了显著的盐化现象。只是在20世纪90年代至2010年期间,北大西洋副极地的AMOC和亚热带的AMOC之间并没有存在明显区别。这些结果形成了一个有趣的对比,但也表明海洋内部性质的变化和AMOC的变化可能不会以先前提出的速度发生,这还需要做进一步的研究来加深研究者们对它们的理解。 相关论文链接:https://advances.sciencemag.org/content/6/48/eabc7836 (郭亚茹 编译;於维樱 审校)
  • 《2018年气候状况:2018年是有记录以来第4温暖的年份》

    • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
    • 编译者:张灿影
    • 发布时间:2019-09-23
    • 2019年8月12日,由美国国家海洋和大气管理局(NOAA)国家环境信息中心(NCEI)编制并由美国气象学会(AMS)出版了题为《2018年气候状况》(State of the Climate in 2018)的报告。该报告基于全球近60个国家的470余名科学家的贡献,提供了全球气候指标、极端天气事件和其他重要环境数据的最新详情。报告中的气候指标显示了全球气候系统的模式、变化和趋势。 报告指出,2018年是自19世纪中后期有记录以来第4温暖的年份。气候变化的主要指标继续反映出与全球变暖一致的趋势,海平面高度和大气中温室气体浓度等几个指标再次打破了2017年的记录。 全球变暖的关键迹象包括: (1)大气中温室气体浓度达历史最高值 大气中主要温室气体的浓度,包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和一氧化二氮(N2O)在2018年上升到新的历史最高值。全球年平均大气CO2浓度为407.4 ppm,比2017年升高2.4 ppm,成为有观测记录以来60年中的最高值。 (2)全球地表温度接近历史最高水平 2018年,全球平均地表温度比1981—2010年平均值高0.3 ℃~0.4℃,使2018年成为自19世纪中后期有记录以来第4温暖的年份。 (3)全球对流层低层的温度远高于平均水平 在对流层低层,2018年全球平均温度为历史记录中的第3至第7,具体取决于所使用的数据集。 (4)海表温度接近历史最高水平 自2016年厄尔尼诺以来,全球平均海表温度(SST)略有下降,但2018年仍然远高于1981—2010年的平均值0.33±0.05℃。深层海洋正在逐年继续变暖。 (5)海洋水文循环正在增强 海面盐度模式进一步表明,干旱地区的降水减少且盐度升高,湿润地区的降水增加且盐度降低。自2005年以来,大西洋600 m深以上的海水盐度稳定升高。 (6)全球上层海洋热含量创历史新高 根据分析所使用数据集,全球海洋热含量在2018年达到历史最高水平。这一记录反映了上层海洋(700 m深至海表)的热量不断积累。海洋吸收了全球变暖导致的额外热量的90%以上。 (7)全球海平面记录达历史新高 2018年,全球平均海平面连续第7年创历史新高,比1993年平均水平高8.1 cm。全球海平面每十年平均上升3.1 cm。 (8)全球火灾活动成为历史最低 2018年,全球火灾活动是自1997年创纪录以来的最低水平,综合烧毁面积约为12亿英亩(5亿公顷)。南美洲和非洲北半球区域的年度火灾活动最低,而北美和澳大利亚的火灾排放量高于正常水平。 张灿影 摘自 中国科学院兰州文献情报中心《气候变化科学动态监测快报》2019年第17期,刘燕飞 编译.