困扰科学家百余年的北大涛异常冷区之谜终于被揭开。新研究将这一异常现象与大西洋经向翻转环流（AMOC）的长期减弱联系起来，这个巨大的洋流系统调节着整个北半球的气候。通过分析逾百年的温度和盐度数据，研究人员发现只有包含AMOC减弱机制的模型才能复现观测到的变化。该发现影响深远，从欧洲天气到海洋生态系统均受其影响，同时对近年来许多低估这一海洋变化的全球气候模型提出了质疑。
加州大学河滨分校的研究人员指出，仅有一种解释能同时符合观测到的海洋温度和盐度模式：即大西洋经向翻转环流（AMOC）正在放缓。这一庞大的洋流系统通过将温暖的高盐水体向北输送，并将较冷水体在深层向南输送，从而帮助调节气候。
"人们一直在探究为何存在这个冷斑区，" 加州大学河滨分校气候科学家刘伟（音译）表示，他与博士生李开远（音译）共同领导了这项研究。"我们发现最可能的答案是AMOC正在减弱。"
AMOC如同一个巨型传送带，将热量和盐分从热带输送到北大西洋。该系统的放缓意味着抵达副极地区域的温暖高盐水体减少，导致格陵兰岛以南观测到的变冷和淡化现象。
当洋流减速时，抵达北大西洋的热量和盐分随之减少，致使表层水体变得更冷、更淡。这正是盐度和温度数据可用于理解AMOC强度的原因。
由于直接的AMOC观测记录仅约20年，刘伟和李开远分析了一个世纪以来的相关数据。通过这些长期记录，他们重建了环流系统的变化，并与近100个不同的气候模型进行了对比。
正如发表于《通讯-地球与环境》的论文所示，只有模拟AMOC减弱的模型能与现实世界数据匹配。假设环流增强的模型则完全不符。
"这是一种非常强的相关性，" 李开远指出。"如果观察实际观测数据并与所有模拟结果对比，只有AMOC减弱的情景能重现该区域的冷却现象。"
研究还发现AMOC减弱与盐度降低相关联。这是温暖高盐水体向北输送减少的另一个明确信号。
其影响范围广泛。格陵兰岛以南异常区之所以重要，不仅因其独特性，更因它是海洋环流变化最敏感的区域之一。它影响整个欧洲的天气模式，改变降雨分布，并推动高空急流偏移——这种高空气流引导天气系统，并帮助调节北美和欧洲的气温。
洋流放缓还可能扰乱海洋生态系统，因为盐度和温度的变化将影响物种的生存区域。
该结果可能有助于解决气候模型研究者之间的争议：格陵兰岛以南冷却主要是由海洋动力驱动，还是由气溶胶污染等大气因素导致？许多新模型支持后者，并预测气溶胶排放下降将增强AMOC。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，只有包含AMOC减弱的模型才是正确的，" 刘伟强调。"这意味着许多近期模型对气溶胶变化过度敏感，在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，尤其是关于欧洲的预测——AMOC在该区域的影响最为显著。
这项研究还突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、帮助预测未来气候情景提供了宝贵的替代方案。
"我们虽无长达百年的直接观测数据，但温盐数据让我们清晰看到过去，" 李开远表示。"这项工作表明AMOC已持续减弱超过一个世纪，若温室气体持续增加，这种趋势很可能延续。"
随着气候系统变迁，格陵兰岛以南冷斑区的影响可能扩大。科学家希望通过揭示其成因，让社会能更好地迎接未来挑战。
"我们采用的技术是理解系统如何演变的有力工具，也能预测当温室气体持续增加时该系统可能的走向，" 李开远总结道。