冰雪融水正在削弱重要洋流。

格陵蘭南部海域的北大西洋副極地環(huán)流。

NASA

近日一項(xiàng)發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》雜志的研究報(bào)告稱，隱藏在貝殼中的證據(jù)表明，一個(gè)巨大的海洋環(huán)流系統(tǒng)近年來(lái)表現(xiàn)得極為異常。

該洋流被稱為北大西洋副極地環(huán)流，在北半球熱量輸送和全球熱量平衡方面起著關(guān)鍵作用。研究人員稱，新的證據(jù)表明，該環(huán)流自上世紀(jì)50年代以來(lái)便一直處于失穩(wěn)狀態(tài)，且其強(qiáng)度可能會(huì)在未來(lái)幾十年中被大幅削弱。

主持研究的英國(guó)埃克塞特大學(xué)研究員Beatriz Arellano Nava稱，該環(huán)流最近被確認(rèn)為是一個(gè)臨界要素。雖然其突然變?nèi)鯐?huì)帶來(lái)怎樣的影響仍需進(jìn)一步評(píng)估，但可以確定的是，它會(huì)給周邊地區(qū)帶來(lái)更加極端的天氣事件，并導(dǎo)致全球的降水模式發(fā)生變化。

北大西洋副極地環(huán)流是大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流（AMOC）的一部分，但是研究人員稱，若其單獨(dú)崩潰也會(huì)給氣候造成重大影響。

此前的研究表明，驅(qū)動(dòng)大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流的北大西洋和北冰洋表層海水下沉機(jī)制正在被削弱——這些含鹽量極高的冷水正在被大量極地冰雪融水稀釋，并且變得不再那么冷，因而有越來(lái)越多的海水由于密度不足而無(wú)法正常下沉，導(dǎo)致洋流無(wú)法被正常驅(qū)動(dòng)。

北大西洋副極地環(huán)流也面臨著同樣的問(wèn)題。研究人員稱，核心密集水體的級(jí)聯(lián)效應(yīng)是環(huán)流得以維持的重要原因。而且即使經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流不崩潰，副極地環(huán)流也有可能突然減弱，這在歷史上就發(fā)生過(guò)。

從13至14世紀(jì)開始的小冰期，是自上一次冰期后北半球有記錄最寒冷的時(shí)期之一，當(dāng)時(shí)的平均氣溫下降了大約2攝氏度。雖然研究顯示它是火山噴發(fā)和太陽(yáng)活動(dòng)減弱等原因共同促成的，但北大西洋副極地環(huán)流的異動(dòng)被認(rèn)為是可能的放大因素之一。

今天的環(huán)境與當(dāng)時(shí)相比不可同日而語(yǔ)，因此科學(xué)家不能確定相似的冰期是否還會(huì)出現(xiàn)。但它仍能說(shuō)明一些問(wèn)題，表明某種氣候影響可能會(huì)發(fā)生。

研究人員對(duì)北大西洋兩種蛤類生物的貝殼進(jìn)行了分析。蛤類生長(zhǎng)時(shí)，與海洋有關(guān)的信息會(huì)記錄在貝殼中。比如它們會(huì)吸收不同形態(tài)的元素，而這些元素可以為科學(xué)家提供與海洋演變有關(guān)的線索。它們就像樹的年輪，每一層沉積物都與特定年代的海洋環(huán)境相對(duì)應(yīng)。

貝殼為科學(xué)家提供了25組與過(guò)去150年間北大西洋副極地環(huán)流有關(guān)的高精度數(shù)據(jù)，其中有兩處強(qiáng)烈的不穩(wěn)定信號(hào)。最近的一個(gè)信號(hào)從1950年代開始，且仍在持續(xù)，表明該環(huán)流正在隨全球變暖而逼近臨界點(diǎn)。這一發(fā)現(xiàn)能夠與之前的觀測(cè)結(jié)果相互印證。

而另一個(gè)信號(hào)出人意料。貝殼提供的數(shù)據(jù)顯示，20世紀(jì)20年代北大西洋氣候轉(zhuǎn)變之前，副極地環(huán)流曾出現(xiàn)過(guò)數(shù)年的不穩(wěn)定，具體表現(xiàn)為短期的異常增強(qiáng)。二者在時(shí)間線上的重疊，表明環(huán)流可能是氣候轉(zhuǎn)變的原因。研究人員表示，如果一個(gè)事件在失穩(wěn)后又突然發(fā)生巨大波動(dòng)，那么很有可能是突變的早期信號(hào)。

研究人員未來(lái)將著手繪制該現(xiàn)象可能會(huì)引發(fā)的氣候變化軌跡。因?yàn)椴荒艽_定臨界點(diǎn)究竟在哪里，所以這種削弱無(wú)疑更加令人擔(dān)憂。

北大西洋副極地環(huán)流是大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流的一部分。但前者能夠相對(duì)獨(dú)立地失穩(wěn)和突破臨界點(diǎn)。

Beatriz Arellano Nava

參考

Recent and early 20th century destabilization of the subpolar North Atlantic recorded in bivalves

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw3468