这项由迈阿密大学罗森斯蒂尔海洋、大气与地球科学学院研究人员主导的研究,提供了迄今为止最JianCe的直接观测证据之一,表明大西洋经向翻转环流(AMOC)正在失去强度。
AMOC是一个庞大的洋流系统,在近表层将温暖的海水向北输送,并在更深处将较冷、密度较大的海水向南输送。通过在大西洋中重新分配巨量热量,它有助于塑造区域温度、降雨模式、海平面和天气。
“较弱的AMOC可以改变天气模式,可能导致更极端的风暴、降雨变化或某些地区出现更寒冷的冬季,”该研究资深作者、罗森斯蒂尔学院物理海洋学家Shane Elipot说。“它还可能影响沿海地区的海平面上升,从而影响社区和基础设施。”
追踪大西洋深处的洋流变化
为了调查该环流随时间的变化情况,研究人员检查了位于北大西洋西缘的四个海洋监测阵列的长期观测数据。这些站点从热带水域延伸至更高纬度,为科学家提供了整个海盆变化的广阔视角。
这些监测系统使用固定在海底的仪器,连续测量压力、温度、密度和洋流。
研究人员在所有四个地点使用了相同的分析方法。具体而言,他们检查了海底压力的变化,以估算约1000米以下深水的运动情况。
通过比较不同时间和地点的测量数据,该团队能够寻找翻转环流强度持续变化的证据,而不是仅仅依赖大西洋单一区域的观测结果。
广阔区域内的持续衰退
数据显示,在几个不同的纬度上都呈现出相似的模式。沿着北大西洋西边界,AMOC的一个关键组成部分从亚热带到中纬度(约北纬16.5°至北纬42.5°)一直在衰退。
由于这种减弱现象出现在如此广阔的地理区域中,研究人员表示,这更符合大西洋环流的广泛转变,而非短暂的区域性波动。
这一区别很重要,因为AMOC是负责在全球范围内输送热量的主要系统之一。其强度的变化可以影响到远离洋流测量位置的气候条件。
AMOC为何重要
AMOC对北大西洋周围的气候尤为重要。它输送的热量有助于影响欧洲和北美的温度,同时还影响降雨、风暴和海平面。
如果该环流继续减弱,其影响可能包括欧洲冬季的变化、降雨模式的改变、飓风活动的变化以及沿海海平面的变化。
因此,研究人员正在密切监视该系统,以寻找长期变化的迹象。
新发现表明,沿大西洋西侧进行的测量可以提供特别有用的预警信号。科学家将这一想法比作“煤矿里的金丝雀”,因为那里的变化可能提供一种有效的方法来探测调节气候的环流的更广泛转变。
潜在的早期预警信号
“这项研究帮助科学家更好地预测未来几十年气候可能发生的变化——政府、企业和社区利用这些信息来为未来的环境条件做准备,”Elipot说。
长期的海洋观测具有特殊价值,因为洋流的自然变化可能跨越数年甚至数十年。在较长时期内维持测量有助于研究人员区分暂时性变率与底层环流的持续性变化。
这项题为“观测到的西边界对大西洋经向翻转环流贡献的经向一致衰退”的研究发表在4月8日的《科学进展》(Science Advances)上。
该研究得到了美国国家科学基金会(OCE-2148723和OCE-2334091)以及英国自然环境研究委员会(NE/Y003551/1和NE/Y005589/1)的资助。