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大西洋洋流——全球气候系统的“阿喀琉斯之踵”

临近北大西洋中高纬度的欧洲和北美被冰河包围,自由女神像手中的火炬变成“冰棍”,全球进入第二次冰河世纪——科幻电影《后天》里的情节,会有可能在现实中上演吗?上演这一幕的必要条件是什么?要弄清楚这些问题,就不得不提到一个重要的气候临界点——大西洋洋流。


全球大洋洋流有两类,风生环流和热盐环流。风生环流由海洋表面的风驱动,可以影响海表以下400米海水的流动;热盐环流是被海水密度梯度驱动的深层环流,海水密度由海水温度和盐度决定,温度越低、盐度越高,海水密度越大。海水的密度差会引起全球范围内深层海水流动,低温高盐的海水因密度大会向下沉,而高温低盐的海水因密度小会向上流动。因此,热盐环流也被称为大洋环流传输带,它控制着全球约90%的水体,是调节全球气候的关键纽带。

  

而大西洋洋流则是这根纽带的关键部位。它有一个更学术化的叫法,即“大西洋经向翻转环流”。横纬竖经,经向即指“南北向”。大西洋经向翻转洋流的表层海水向北流动,会将赤道的热量输送到北大西洋中高纬度地区,海水释放大量热量与水汽后,会变成低温高盐的高密度海水,变重的海水向下沉,形成北大西洋深层水。大西洋洋流给北大西洋中高纬“送温暖”的活动是全球气候系统的“阿喀琉斯之踵”,一旦其减弱或崩溃,输送到北大西洋中高纬的热量减少,西欧和北美会最先变冷,接着牵一发而动全身,整个北半球也一起变冷,最终进入寒冷的冰河世纪。

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那么人类的“后天”会到来吗?

  

近期有多项研究指出,大西洋洋流系统正处于近千年来的最弱状态,这种减弱意味着大西洋洋流系统正在失去稳定性。而它的崩溃,会带来严重后果。

  

全球变暖会导致极地海冰、冰川大量融化,从而将大量淡水注入北大西洋,进一步破坏北大西洋热盐环流和全球气候系统平衡,或最终导致北半球进入“冰河世纪”,这一思路是基于全球变暖和冰川大量消融的科学事实。科幻电影看似是在幻想未来,其实是在刻画现在的气候剧变。


来源 | 中国气象局气象宣传与科普中心(中国气象报社)

编辑 | 中国气象局气象宣传与科普中心(中国气象报社)刘钊


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