The Atlantic's chilling secret: A century of data reveals ocean current collapse

加州大学河滨分校的研究人员表明，只有一个解释同时符合观测到的海洋温度和盐度模式：大西洋经向翻转环流（AMOC）正在放缓。这个巨大的洋流系统通过将温暖、高盐度的海水向北输送，并将较冷的海水在深层向南输送，帮助调节气候。

"人们一直在问为什么存在这个冷点，"领导这项研究的加州大学河滨分校气候科学家刘伟（与博士生李凯渊合作）表示。"我们发现最可能的答案就是AMOC的减弱。"

AMOC就像一个巨大的传送带，将热量和盐分从热带输送到北大西洋。该系统放缓意味着到达副极地地区的温暖、高盐海水减少，导致在格陵兰岛以南观测到的海水变冷和淡化现象。

当洋流减速时，到达北大西洋的热量和盐分减少，导致表层海水变得更冷、更淡。这就是为什么可以利用盐度和温度数据来理解AMOC的强度。

由于直接的AMOC观测记录仅能追溯约20年，刘伟和李凯渊分析了一个世纪以来的此类数据。根据这些长期记录，他们重建了环流系统的变化，并将其与近100个不同的气候模型进行了比较。

正如发表在《通讯-地球与环境》（Communications Earth & Environment）上的论文所示，只有模拟AMOC减弱的模型才与现实世界的数据吻合。那些假设环流增强的模型则相差甚远。

"这是一个非常稳健的相关性，"李凯渊说。"如果你观察观测数据并将其与所有模拟结果进行比较，只有AMOC减弱的情景能重现这一特定区域的冷却现象。"

研究还发现，AMOC的减弱与盐度下降相关。这是温暖、高盐海水向北输送减少的另一个明确迹象。

其影响是广泛的。格陵兰岛以南的异常现象之所以重要，不仅因为它很特殊，还因为它是受海洋环流变化影响最敏感的区域之一。它影响整个欧洲的天气模式，改变降雨并推动急流（一种引导天气系统并帮助调节北美和欧洲气温的高空气流）发生偏移。

减缓也可能扰乱海洋生态系统，因为盐度和温度的变化会影响物种的生存区域。

这一结果可能有助于解决气候模型研究者之间的一个争议：格陵兰岛以南的冷却主要是由海洋动力学驱动，还是由气溶胶污染等大气因素驱动。许多新模型支持后者，预测因气溶胶排放下降导致AMOC增强。但这些模型未能重现实际观测到的冷却现象。

"我们的结果表明，只有AMOC减弱的模型是正确的，"刘伟说。"这意味着许多近期模型对气溶胶变化过于敏感，对该区域的预测准确性较低。"

通过解决这种不匹配问题，该研究增强了未来气候预测的可靠性，特别是关于欧洲的预测，因为AMOC的影响在那里最为显著。

该研究还凸显了从间接证据得出明确结论的能力。在AMOC直接数据有限的情况下，温度和盐度记录为探测长期变化以及帮助预测未来气候情景提供了一个有价值的替代方案。

"我们没有一个世纪前的直接观测数据，但温度和盐度数据让我们清晰地看到过去，"李凯渊说。"这项工作表明AMOC已持续减弱了一个多世纪，如果温室气体持续增加，这一趋势很可能会继续下去。"

随着气候系统的转变，格陵兰岛以南冷点的影响力可能会扩大。希望通过揭示其成因，科学家们能让社会更好地为未来做好准备。

"我们使用的技术是理解系统如何变化以及在温室气体持续增加的情况下其可能走向的有力工具，"李凯渊说。