新的模拟研究表明,大西洋经向翻转环流(AMOC)特别容易受到格陵兰岛附近伊明格海因北极融水增加而发生的变化的影响。

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一项新的研究表明,科学家们已经确定了在驱动调节地球气候的关键大西洋洋流方面发挥最大作用的海洋引擎。

格陵兰岛东南部的伊尔明格海是温暖的海水从南半球向北输送热量的地方,然后沿着海底向南回流。因此,这个区域在大西洋经向翻转环流(AMOC)的海洋传送带中起着至关重要的作用。

“这项研究的关键发现是,伊尔明格盆地(格陵兰岛东部)在推动AMOC变化方面起着至关重要的作用,这一结论得到了最近观察结果的支持,”该研究的主要作者、德国阿尔弗雷德·韦格纳极地与海洋研究所的博士后研究员马启云(音译)在一封电子邮件中表示。他说,这项工作强调了对这一特定地区进行更好监测的迫切需要。

包括墨西哥湾暖流在内的AMOC维持着北半球的温带气候,并调节着全球的天气模式。但由于气候变化,AMOC可能不会保持温度稳定太久。

研究表明,涌入北大西洋的北极融水降低了地表水的密度,阻止了它们下沉形成海底洋流,从而减慢了AMOC的运转速度。

事实证明,伊尔明格海对于保持这些海底洋流的流动尤为重要。

马博士说:“该地区的淡水释放不仅直接抑制了深水的形成 —— 这对维持AMOC的强度至关重要 —— 而且还改变了大气环流模式。”马博士说,伊尔明格海下沉的水量减少对全球气候的影响可能比其他北方海域的同类减少更大。

马博士指出,伊明格海对AMOC的强度有不成比例的影响,因为它通过大气过程调节下沉的水量,从而在附近海域形成深层洋流。例如,流入伊明格海的淡水增加了流入格陵兰岛西南部和加拿大海岸之间的拉布拉多海的淡水,因此伊明格海深水形成的减少对整个北大西洋深水形成产生了连锁反应。

马博士和他的同事们利用一个气候模型研究了融水对AMOC的影响,该模型模拟了四个地区(伊尔明格海、拉布拉多海、北欧海和东北大西洋)淡水输入的增加。研究人员能够梳理出AMOC对每个地区融水的敏感性,然后确定与每种情况相关的全球气候的具体变化。该研究小组周三(11月20日)在《科学进展》杂志上发表了他们的研究结果。

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伊尔明格海对AMOC的作用超过了模式中其他三个区域的作用,并引发了更强烈的气候反应。深水形成的减少导致了北半球大面积的降温,以及北极海冰的扩张,因为温暖的海水没有从南方带上来。

模拟还显示,南半球出现了轻微的变暖,支持了之前的发现,即较弱的AMOC会使热带季风系统陷入混乱。

该模型证实了以前的研究结果,但它也有惊喜,马博士说。隐藏在半球尺度的气候变化中,研究人员发现了更局部尺度的极端气候。其中包括北美和亚马逊盆地的季节性极端降水,其变化取决于北大西洋融水加入的哪个区域。

马博士说:“虽然普遍的气候影响……被广泛预测到,但极端气候的行为却没有。”他说,将这些极端情况纳入气候模型,并认识到融水输入的位置很重要,可以帮助科学家更好地预测AMOC减弱的影响。

科学家警告说,预测AMOC的行为正变得越来越紧迫,我们正接近一个临界点。马博士表示:“这些见解对于决策者和气候专家制定有针对性的战略以减轻和适应气候影响至关重要。”

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