过去150年,地球表面几乎整体升温,唯独大西洋北部有一片区域在变冷。这片海区位于格陵兰岛东南方向,过去这段时间降温幅度达到1°C,被科学家称为“变暖洞”或“冷斑”。它的存在持续困扰着研究全球气候的人。

关于冷斑的成因,科学界长期存在分歧。最新的证据倾向于支持一种解释——大西洋经向翻转环流正在减弱。这个环流系统简称AMOC,负责将热带地区的温暖海水输送到欧洲。它把墨西哥湾的温热高盐海水带向北大西洋,在那里海水冷却下沉,再沿着洋底向南回流,构成一个巨大的传输带。

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科学家担忧的是,格陵兰冰盖融化释放的大量淡水正汇入海洋,让原本高盐度的海水密度降低,下沉速度因此变慢,削弱了整个环流的动力。部分研究指出,AMOC可能在几十年内越过临界点,一旦走向崩溃,欧洲将面临严寒,而支撑非洲和亚洲农业的季风降雨也会受到严重干扰。但目前对AMOC强度的直接观测只有22年,时间跨度还不足以从中梳理出明确的趋势线。

气候模型给出的解释并不统一。一些模型显示,AMOC减缓后向北大西洋输送的暖水减少,从而形成冷斑。但另一些模型研究则把主要原因归结为大气变化。波士顿东北大学的何成飞及其同事在2022年发表的研究中发现,北极快速变暖缩小了极地与热带之间的温差,致使喷射气流北移至冷斑区域。强劲的西风带随之而来,加剧了海水蒸发,搅动水层,带走了海洋中的热量。

另一项研究提出了补充看法,认为蒸发增强催生了更多云层,这些云遮蔽了冷斑区域,减少了太阳照射带来的热量。不过,德国波茨坦气候影响研究所的斯特凡·拉姆斯托夫和研究团队给出了不同答案。他们利用气候再分析数据对冷斑做了调查,这些数据源自卫星、浮标和船只的直接天气观测,而非依赖气候模型。

他们发现,自1955年起冷斑区域的海面失热量在减少。不仅如此,海洋降温并不止于表面,而是延伸到了1000米的深处。研究团队据此认为,这说明AMOC输送的热量在减少,并不是风带走了更多热量。拉姆斯托夫说,风和云的效应“只能解释变暖洞很小的一部分”。“即使在部分模型方法中,冷斑似乎可能由大气造成,但数据显示,它实际上由海洋所致。”

他补充说,这一发现揭示了北大西洋环流在过去几十年间已经在发生变化,这令人们更加担忧,不仅是AMOC可能崩溃,连带受影响的还有副极地环流——一个环绕冷斑区域的巨大漩涡系统。