極為異常的海洋行為表現(xiàn)，正在打破地球熱量平衡

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

近日一項發(fā)表于《科學(xué)進展》雜志的研究報告稱，隱藏在貝殼中的證據(jù)表明，一個巨大的海洋環(huán)流系統(tǒng)近年來表現(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50年代以來便一直處于失穩(wěn)狀態(tài)，且其強度可能會在未來幾十年中被大幅削弱。

主持研究的英國埃克塞特大學(xué)研究員Beatriz Arellano Nava稱，該環(huán)流最近被確認為是一個臨界要素。雖然其突然變?nèi)鯐碓鯓拥挠绊懭孕柽M一步評估，但可以確定的是，它會給周邊地區(qū)帶來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，若其單獨崩潰也會給氣候造成重大影響。

此前的研究表明，驅(qū)動大西洋經(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，因而有越來越多的海水由于密度不足而無法正常下沉，導(dǎo)致洋流無法被正常驅(qū)動。

北大西洋副極地環(huán)流也面臨著同樣的問題。研究人員稱，核心密集水體的級聯(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。

從13至14世紀開始的小冰期，是自上一次冰期后北半球有記錄最寒冷的時期之一，當(dāng)時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)和太陽活動減弱等原因共同促成的，但北大西洋副極地環(huán)流的異動被認為是可能的放大因素之一。

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

研究人員對北大西洋兩種蛤類生物的貝殼進行了分析。蛤類生長時，與海洋有關(guān)的信息會記錄在貝殼中。比如它們會吸收不同形態(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)境相對應(yīng)。

貝殼為科學(xué)家提供了25組與過去150年間北大西洋副極地環(huán)流有關(guān)的高精度數(shù)據(jù)，其中有兩處強烈的不穩(wěn)定信號。最近的一個信號從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。這一發(fā)現(xiàn)能夠與之前的觀測結(jié)果相互印證。

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

研究人員未來將著手繪制該現(xiàn)象可能會引發(fā)的氣候變化軌跡。因為不能確定臨界點究竟在哪里，所以這種削弱無疑更加令人擔(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。但前者能夠相對獨立地失穩(wěn)和突破臨界點。

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