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气候变化时代海洋的“利他行为”

  近年来,气候科学家们面临的一个关键问题是,大西洋的主要环流系统是否正在放缓。这一变化可能对欧洲和大西洋沿岸其他地区产生巨大影响。但一项新的研究表明,“援助”可能来自一个意想不到的来源——印度洋。我们可以把这看作是气候变化时代海洋间的“利他行为”。

  这项新的研究结果来自美国加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所的Shineng Hu和耶鲁大学的Alexey Fedorov,论文发表于近日的《自然—气候变化》杂志。该研究探讨了全球变暖可能如何改变大西洋经向翻转环流(AMOC)。

  AMOC是地球上最大的水循环系统之一。它的运行就像一个液体自动扶梯,通过上层径流向北大西洋输送温水,通过较深的径流向南输送较冷的水。

  尽管AMOC已经稳定了数千年,但过去15年的数据以及计算机模型预测结果,让一些科学家感到担忧。AMOC在这段时间内出现了减缓的迹象,但究竟是全球变暖的结果,还是仅仅与自然海洋的短期异常变化有关尚不清楚。

  “目前还没有达成共识。”Fedorov说,“但我认为不应忽视AMOC的稳定问题。在人类活动迫使地球系统发生重大变化的时代,AMOC崩溃的可能性应该是一个值得关注的方面。”

  “我们知道,AMOC的最后一次大幅削弱是17000到15000年前,并且它有全球性的影响。”Fedorov补充说,“例如,我们会谈论欧洲的严冬;由于热带雨带的向南移动,非洲会有更多的风暴或更干燥的荒漠草原。”

  Fedorov和Hu的大部分工作都集中在特定的气候机制和可能因全球变暖而改变的特征上。他们结合观察数据和复杂的计算机建模,绘制出这种变化随时间可能产生的影响。

  在新的研究中,他们关注了印度洋的变暖。“印度洋是全球变暖的指纹之一。”Hu说,他是这项新成果的第一作者。“印度洋的变暖被认为是全球变暖最有力的证据之一。”

  Hu说,他们的模型显示了一系列从印度洋一直延伸到大西洋的连锁反应:随着印度洋变暖的速度越来越快,它会产生额外的降水。这反过来又将更多的空气从世界其他地区吸引到印度洋。

  研究人员说,印度洋的降水量增多,而大西洋的降水量将减少。降水减少导致大西洋热带地区海水盐度升高,因为没有那么多雨水来稀释。当大西洋中的咸水通过阿莫克向北流时,会比平常更快地变冷,下沉得更快。

  Fedorov说:“这加强了AMOC循环,将成为AMOC的一个新的开始,相当于大西洋经向翻转环流从印度洋开始。另一方面,我们不知道印度洋这种加剧的变暖会持续多久。如果其他热带海洋特别是太平洋的变暖速度追上印度洋,AMOC的优势将停止。”

  Fedorov说,这一最新发现揭示了全球气候错综复杂、相互关联的本质。当科学家试图了解气候变化的影响时,他们必须找出所有可能起作用的气候变量和机制。“毫无疑问,很多其他的联系我们还不知道。哪些机制最主要我们也不知道。我们对这种相互作用感兴趣。”(吕小羽编译)