上一次塑造北大西洋周围气候的强大洋流网络大幅放缓,似乎让欧洲陷入了长达一千年的严寒。
那是大约 12,800 年前的事,当时没有多少人能够体验到它。 但近几十年来, 人类导致的变暖可能导致洋流再次减慢,科学家们一直在努力确定它们是否以及何时可能经历另一次大幅减弱,这将对全球大片地区的天气模式产生连锁反应。
丹麦的两位研究人员本周提出 大胆的回答:到本世纪末,我们可能会遭遇海流急剧减弱,甚至停运。
哥本哈根大学统计学教授苏珊娜·迪特莱夫森(Susanne Ditlevsen)在接受采访时表示,他们的分析表明,潜在的崩溃如此之快就将到来,甚至令研究人员感到惊讶。 气候科学家普遍认为 本世纪大西洋环流将下降,但对于是否会在 2100 年之前陷入停滞,目前尚未达成共识。
迪特莱夫森博士说,这就是为什么她和她的合著者能够确定崩溃的时间,这也是令人惊讶的。 科学家们肯定会继续研究和辩论这个问题,但迪特莱夫森博士表示,新的发现足以让我们不要将政府关闭视为一个抽象的、遥远的问题。 “就是现在,”她说。
这些洋流携带来自热带的温暖海水穿过墨西哥湾流,经过美国东南部,然后转向北欧。 当这些水将热量释放到更北的空气中时,它会变得更冷、密度更大,导致它沉入深海并移回赤道。 这种下沉效应或“翻转”使洋流能够在地球周围传递大量热量,从而对大西洋及其他地区的气候产生巨大影响。
然而,随着人类使大气变暖,格陵兰冰盖的融化正在向北大西洋增加大量淡水,这可能会破坏维持翻滚运动的热量和盐度的平衡。 近年来,格陵兰岛以南的大西洋地区明显变冷,形成了一个“冷团”,一些科学家认为这是该系统正在放缓的迹象。
如果环流变得更弱,对气候的影响将是深远的,尽管科学家们仍在研究其潜在的程度。 北半球大部分地区可能会变冷。 北美和欧洲的海岸线可能会出现更快的海平面上升。 北欧可能会经历更加暴风雨的冬季,而非洲萨赫勒地区和亚洲季风地区的降雨量很可能会减少。
来自冰和沉积物岩心的证据表明,大西洋环流在远古时期经历了突然的停止和开始。 但科学家们最先进的全球气候计算机模型已经对未来几十年洋流的表现做出了广泛的预测,部分原因是影响洋流的因素非常复杂。
迪特莱夫森博士的新分析侧重于一个基于海面温度的简单指标,该指标与其他科学家用来衡量大西洋环流强度的指标类似。 她与她的兄弟彼得·迪特莱夫森(Peter Ditlevsen)一起进行了分析,彼得·迪特莱夫森是哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所的气候科学家。 他们使用 1870 年至 2020 年代理指标的数据来计算预示颠覆变化的统计指标。
“我们不仅看到这些指标有所增加,”彼得·迪特莱夫森说,“而且我们看到的增加与接近临界点是一致的。”
然后,他们利用类似临界点的系统的数学特性从这些趋势中推断出来。 这使得他们预测大西洋环流可能会在本世纪中叶左右崩溃,不过最早可能会在 2025 年、最迟在 2095 年发生。
他们的分析没有包含关于本世纪温室气体排放量将增加多少的具体假设。 它只假设导致 AMOC 崩溃的力量将以不变的速度持续下去——本质上,大气中的二氧化碳浓度将像工业革命以来那样持续上升。
在采访中,几位研究这一颠覆的研究人员对这项新分析表示赞赏,因为它使用了一种新颖的方法来预测我们何时可能跨越临界点,特别是考虑到使用全球气候的计算机模型来预测这一点是多么困难。 但他们对其某些方法表示保留,并表示仍需要做更多工作才能更确定地确定时间。
佐治亚理工学院的物理海洋学家苏珊·洛齐尔表示,格陵兰岛附近北大西洋的海面温度不一定受到倾覆变化的影响,这使得它们成为推断这些变化的可疑指标。 她指着 去年发表的一项研究 表明冷团的形成很大程度上可以用风和大气模式的变化来解释。
科学家们现在正在使用悬挂在大西洋彼岸的传感器来直接测量倾覆情况。 Lozier 博士参与 其中之一 测量工作。 目的是更好地了解推动波浪之下变化的因素,并改进对未来变化的预测。
但这些项目最早从 2004 年就开始收集数据,目前还没有足够的时间得出明确的长期结论。 洛齐尔博士说:“查看海洋翻转的简短记录并说出 30、40 或 50 年后它会发生什么是极其困难的。”
德国不来梅大学研究倾覆事件的博士后研究员 Levke Caesar 对 Ditlevsen 博士和 Ditlevsen 博士用来计算代理的旧温度记录表示担忧。 她说,这些来自 19 世纪末和 20 世纪初的记录如果不经过仔细调整,可能不够可靠,无法用于精细的统计分析。
凯撒博士说,尽管如此,这项新研究还是发出了一个紧急信息,即需要继续收集有关洋流变化的数据。 “有一些事情正在发生,而且很可能是不寻常的,”她说。 “如果没有我们人类,这件事就不会发生。”
马里兰大学环境科学中心副研究教授哈利·基尔伯恩表示,科学家对 AMOC 崩溃时间的不确定性不应被视为不减少温室气体排放以避免其崩溃的借口。
“很有可能我们已经从悬崖上掉下来了,但自己却浑然不觉,”基尔伯恩博士说。 “老实说,我担心,当这一切成为科学结论时,采取行动就为时已晚。”