《大西洋可能会从世界的另一边启动》

  • 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:2019-10-11
  • 越来越多的研究正在探索全球变暖如何改变全球气候,如大西洋经向翻转环流(AMOC),则是其中一个最新的研究成果。AMOC作为地球上最大的水循环系统之一,它的工作原理就像一个液体自动扶梯,通过上分支可以向北大西洋输送暖水,通过下分支则向南输送寒冷的水。尽管AMOC这种持续的水循环已经稳定了数千年,但过去15年的观测数据,以及模式预测显示,AMOC在这段时间显示出变缓的趋势。但这种变缓是全球变暖的结果,还只是与海洋自然变率相关的短期异常尚不清楚。AMOC上一次大幅减弱是在1.5万至1.7万年前,它对全球产生了影响,例如欧洲的严冬,以及由于热带雨带的向下移动导致非洲萨赫勒地区会有更多的风暴或更干燥。

    在最新的研究中,发现印度洋的气候变暖对AMOC会产生一定的影响。印度洋区域被认为是全球变暖最显著的区域之一,其变暖是全球变暖的一个很好的印证。模式结果显示印度洋和大西洋之间的一系列级联效应:随着印度洋变暖越来越快,它会产生额外的降水。而过多的降水会导致世界其他地区的空气平流进入印度洋海区,包括大西洋。印度洋的降水一旦增多,大西洋的降水则会减少,更少的雨水来稀释海水,导致大西洋热带地区海水含盐量增加。大西洋更咸的海水通过AMOC向北运动时,会比平常变冷的更快,下沉速度也增大。

    这将成为AMOC的一个重要开端,促进AMOC整体环流的运动。但印度洋变暖的趋势会持续多久尚不清楚。地球上其他热带大洋,特别是太平洋,变暖的趋势如果赶上印度洋,AMOC环流将会停滞。

    另外,最新发现还证实了全球气候系统错综复杂、相互关联的本质。如果想理解气候变化产生的影响,那就必须试图确定所有的气候变率,以及他们可能产生的作用机制。毫无疑问,仍存在一些我们至今都不知道的其他联系,哪种作用机制占主导以及他们之间的相互作用,一直是海洋科学家感兴趣的研究话题。

    (郭亚茹 编译,於维樱 审校)

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41558-019-0566-x
相关报告
  • 《英国皇家研究船启动南大西洋科考计划,研究低氧在碳循环中的作用》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:mall
    • 发布时间:2018-07-23
    • 皇家研究船(RRS)于2018年5月23日启动一项雄心勃勃的南大西洋科学考察计划,以研究低氧区在海洋储碳中的作用。该调查的结果将有助于提高对海洋生物如何促进海洋中长期碳储存的认识。 国家海洋学中心(NOC)将带领这次考察前往南大西洋的本格拉上升流地区,寒冷而营养丰富的海水上升到海表,为海洋生物提供了大量海洋浮游植物作为食物。这项调查对于提高暮色带生命如何影响气候的理解至关重要。因为海洋100-1000米之间几乎没有光照,“暮色带”(twilight zone)浮游动物以海面下沉的浮游植物为食,致使浮游植物中的碳储存在海洋中。 目前已知,从大气到暮色带的输碳效率是调节大气中二氧化碳水平的关键。然而,控制深海生物储碳效率的过程并不为人所知,这对预测它们如何影响气候变化产生障碍。 NOC科学家Stephanie Henson博士将负责此次考察,他提到,当浮游植物沉入暮色带时,会消耗水中的氧气。他们认为这个低氧环境可能会影响海洋储碳的能力。他们正在对含氧量、温度和浮游植物种群数量极不相同的地区进行考察,以发现这些性质如何影响暮色地带的碳量。 科学家一直认为生活在暮色带的动物似乎需要比供给多六倍以上的碳来生存和生长。然而,NOC科学家在《Nature》上发表的一项开创性研究认为能够平衡该地带的“碳预算”,并解释了这种差异。 该研究是海洋中上层储碳控制(COMICS)计划的组成部分,COMICS首席研究员理查德桑德斯教授补充道,这一新理论是通过NOC开发的世界领先的技术实现的。他们的沉积物捕捉器使他们能够测量固碳,比先前更接近于海水表面,这意味着他们可以更准确地测量进入暮色带的碳量。 NOC开发的沉积物捕捉器测量在规定时间段内下沉的沉积物量。这种沉积物由于在海洋中缓慢下降,通常被称为“海洋雪”。COMICS项目期间将在不同地区使用沉积物捕捉器,使科学家能够更准确地计算进入全球海洋系统的碳量。 COMICS项目还将通过测量动物(如海蜇和磷虾)呼吸的速度,比较进入系统的碳量与生物过程在暮色带内的碳消耗量。一旦COMICS确定了对暮色带如何运作的认识,就可以开发基于直接生态测量的第一个暮色带输碳模型,然后应用于全球气候模型。 (傅圆圆 编译) 联系我们: 中国科学院武汉文献情报中心 情报网网站:http://marine.whlib.ac.cn 机构网站:http://www.whlib.ac.cn/ 邮箱:marine@mail.whlib.ac.cn 电话:027-87197630
  • 《打开大西洋热泵》

    • 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:2019-09-02
    • 3400万年前,恐龙时代温暖的“温室气候”结束了,今天寒冷的“冰室气候”开始了。南极洲首先进入了冰期,地质数据表明,大西洋经向翻转环流,即有助于保持欧洲温暖的全球海洋热量和养分的输送带,也是在这个时候开始的。究竟是为什么,至今仍是个谜。 “在温室-冰室气候转型过程中,我们发现了一个新的触发器来解释大西洋当前系统的启动:在温暖的气候中,漂浮的淡水从北极涌出,阻止了海水下沉,有助于为输送带提供动力。我们发现北极-大西洋通道由于构造力而关闭,导致北大西洋盐度急剧增加。这引起了北大西洋和欧洲的变暖,并启动了现今使欧洲保持温暖的循环,”David Hutchinson说。 “不仅深水开始在大西洋形成,同时在北太平洋也停止了形成,这与地质证据相符。我们惊讶地发现,我们的计算机模拟可以解释由于连接太平洋和大西洋的咸水洋流引起的这两种变化。我们的研究首次表明这两个事件是相互关联的,这非常令人兴奋。”Hutchinson说。 当时的气候非常温暖,大气中的二氧化碳含量是现在的两到三倍,这导致了北极水域的极度淡水。该研究提出的问题是,在未来的温暖世界中,北极的水可能再次变得很淡,大西洋的下沉可能会再次停止,这可能会极大地改变欧洲的气候。如果没有大西洋输送带,欧洲可以经历更寒冷的冬天和更炎热干燥的夏季,从而形成更加极端和更不适宜居住的气候。 (侯颖琳 编译,於维樱 审校)