大西洋環流是否正在減弱?新研究有不同看法
一項新研究指出,自20世紀60年代以來,大西洋經向翻轉環流(Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC)並未減弱。然而,專家們表示,無庸置疑,未來這一環流勢必會減緩。
科學家們稱,在未來幾十年裡,受氣候變化影響,大西洋的主要洋流極有可能減弱。但它們是否已然減慢,目前仍備受爭議。如今,一項新研究發現,自1960年代以來,大西洋環流一直保持穩定,這意味著該系統對氣候變暖的適應能力,或許比科學家原先認為的更強。
然而,研究結果備受爭議。此前的研究結果參差不齊,有些論文得出的結論是,如今的大西洋經向翻轉環流比過去一千年的任何時候都要弱;而另一些研究則幾乎找不到洋流強度下降的證據。
德國慕尼黑工業大學(Technical University of Munich)的氣候研究員瑪雅·本-亞米(Maya Ben-Yami)未參與這項新研究,她在一封電子郵件中向《生活科學》(Live Science)表示:『我認為,大西洋經向翻轉環流是否已經減弱,仍是一個有待解答的問題。』
大西洋經向翻轉環流是大西洋洋流系統,包含灣流(Gulf Stream),它們從南極洲到格陵蘭島,以巨大的環流形式運轉,將熱量輸送到北半球。一旦它減弱,可能會導致北歐地區顯著降溫,並對全球的天氣模式造成巨大破壞。
對大西洋經向翻轉環流強度的直接觀測,僅能追溯到2004年。因此,為了衡量大西洋環流的長期趨勢,研究人員依賴於他們認為與大西洋經向翻轉環流有關的氣候引數,也就是『指紋』。本-亞米表示,這些引數包括海面溫度、鹽度、海面高度、海水密度以及海洋沉積物資料。
她說:『我們之所以不確定大西洋經向翻轉環流是否減弱,是因為這些不同的「指紋」可能會給出不同的結果。』
1月15日發表在《自然通訊》(Nature Communications)雜誌上的這項新研究結果顯示,在過去60年裡,大西洋經向翻轉環流並未減弱。
科學家們使用最新一代的氣候模型估算了大西洋經向翻轉環流的強度,這些模型比以往的模型對大氣中不斷上升的溫室氣體濃度更為敏感。研究人員共測試了24個模型,發現最常用的『指紋』——海面溫度,與大西洋經向翻轉環流的關係,比此前認為的要弱。
因此,研究團隊將重點轉向了一個名為『海氣熱通量』的指標,它模擬了海洋和大氣之間的熱交換。如果大西洋經向翻轉環流減弱,北大西洋從海洋傳遞到大氣的熱量就會減少。但模型顯示,在過去60年裡,熱傳遞並未下降,這表明在此期間,大西洋經向翻轉環流一直保持穩定。
該研究的共同作者、伍茲霍爾海洋研究所(Woods Hole Oceanographic Institution)的助理科學家尼古拉斯·富卡爾(Nicholas Foukal)在一份宣告中表示:『我們的論文指出,大西洋翻轉環流尚未下降。這並未說明其未來的情況,但目前看來,預期的變化尚未發生。』
然而,有幾位研究人員對這項研究提出了批評。本-亞米表示,氣候模型透過同化溫度和鹽度等觀測資料來模擬海氣熱通量,這意味著觀測中的任何假設和差距都可能導致熱通量估算錯誤。
富卡爾及其同事在論文中承認了這些不確定性,但他們認為,即便如此,研究結果依然可靠。
德國波茨坦氣候影響研究所(Potsdam Institute for Climate Impact Research)地球系統分析研究部門的聯合負責人、教授兼海洋學家斯特凡·拉姆斯托夫(Stefan Rahmstorf)表示,無數因素都可能影響海洋向大氣的熱傳遞。
拉姆斯托夫在一封電子郵件中告訴《生活科學》:『表面熱損失還以複雜的方式取決於氣溫、風速、濕度、輻射和雲量,而所有這些因素都無法精確得知。因此,這些表面熱損失資料相當不精確,在我看來,它們不太適合用於重建大西洋經向翻轉環流的時間演變。』
拉姆斯托夫還表示,最新的氣候模型可能也不太適合這類分析,因其敏感性以及未能再現一些過去的海洋事件。他說:『我不認為重建大西洋經向翻轉環流的新嘗試,比早期方法更可靠。』
其他專家對這項新研究的批評則較少。未參與該研究的倫敦大學學院(University College London)氣候與海洋科學教授大衛·索納利(David Thornalley)在一封電子郵件中告訴《生活科學》:『將研究方向轉向聚焦海氣熱通量,直觀上很有道理,是很有用的新見解。』
索納利此前的研究表明,大西洋經向翻轉環流在19世紀顯著減弱,在20世紀則有一段相對穩定期。他說:『過去60年裡變化不大的觀點,並不算新鮮。』
本-亞米表示,儘管這項研究存在不確定性,但它有助於更好地理解大西洋經向翻轉環流。最終,大西洋經向翻轉環流過去是否減弱的問題,不會從根本上影響科學家對未來趨勢的看法。本-亞米稱:『大西洋經向翻轉環流未來肯定會減弱。』
其他研究人員也表示贊同。富卡爾總結道,即便大幅削減溫室氣體排放,『目前幾乎一致的看法是,未來大西洋翻轉環流將會減慢。』