今天(4月22日)是第53个世界地球日,主题是“珍爱地球,人与自然和谐共生”,活动发起者旨在通过本纪念日,唤起全世界人类爱护地球、保护家园的意识。2004年上映的著名科幻灾难片《后天》讲述过这样一个故事:由于全球变暖,大西洋经向翻转环流突然崩溃,临近北大西洋中高纬的欧洲和北美地区被冰河包围,全球也即将陷入第二次冰河纪。这一幕,未来真的有可能重演吗?
本文将从科学家们对大西洋洋流系统近些年的监测情况讲起,探讨这一问题。
在英国伦敦,近30年冬季一月的平均气温一般在2至7°C,与之相较,处于同一纬度的中国黑龙江漠河,一月的均温则低至零下36至零下20°C。造成这种东西纬向差异的一个重要原因,正是由于冬季北大西洋暖流持续不断地向西欧输送暖湿空气。
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,这种减弱可能意味着该系统正在失去稳定性。大西洋洋流系统的潜在崩溃,可能在全球范围内引发严重后果。首当其冲的便是西欧与北美地区的剧烈降温、大西洋海平面上升。随后,可能在全球引发一系列连锁反应,甚至中断当前的全球变暖,使得整个北半球中高纬度地区陷入数百乃至数千年的低温冰川期。
全球大洋环流主要可以分为两类:风生环流与热盐环流。风生环流由海表的风场驱动,可以影响到深至海表400米以下海水的流动。而由密度梯度驱动的深层环流被称为热盐环流,海水的密度由温度和盐度决定,温度越低、盐度越大,则密度越大。因此,热盐环流也被称作大洋环流传输带,它控制着全球大洋约90%的水体,是调节全球气候系统的关键纽带。
大西洋洋流系统是大洋环流传输带的重要组成部分,它更加学术的名称是“大西洋经向翻转环流”(Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC),名称中的“经向”即南北方向。北大西洋暖流在向北流动的过程中,会逐渐向大气释放热量与水汽,自身则会变成低温高盐的水体。海水因为密度增大(变重)在北大西洋北部地区下沉,形成北大西洋深层水。
该水体在中深层海洋折返向南运动,越过赤道在南半球海域上升,最终汇入北大西洋暖流形成闭环。
尽管大西洋经向翻转环流的相关研究目前尚存巨大的不确定性,但有一个结论是肯定的——若温室气体排放持续增加,则该系统在未来将会减弱。在气候模式预测的所有未来排放情景下,大西洋经向翻转环流在本世纪都将减弱,这一结论被IPCC第六次评估报告列为“高信度”,意味着所有的气候模拟试验结果高度一致。