全球变暖深刻改变洋流运行

洋流在全球气候中扮演着重要的角色，因为它能将积聚在赤道附近的热量输送至两极。全球洋流循环（又称温盐环流） 源自不同区域海水的温差和盐度差，其中最著名的墨西哥湾暖流流至北大西洋冷却下沉，形成深层水，成为大西洋经向翻转环流（AMOC） 一部的策源地。海水下沉的同时也携带了大量的二氧化碳，使北大西洋成为重要的碳汇。但根据最新研究来看，随着气候变暖，这种趋势正在减弱，从而导致大西洋经向翻转环流、墨西哥湾暖流出现紊乱。不过科学家对这些结论还有争议，各种模型得出的结论也不一样。

为改善预测模型，挪威科学家对距今不远的上新世中期的全球变暖与洋流状况进行了研究，因为当时的情况与目前预测的未来气候走势有相近之处。数据显示，距今300万年前，沉入北大西洋深层的海水量更大，因此带入深水洋流的氧气也更多。鉴于当时北大西洋表层水温较今天高上不少，一般理论认为这一状态可归因于大西洋经向翻转环流的加强，然而没有任何模型能够根据该理论模拟出这种洋流状况，相反，模拟总是以大西洋经向翻转环流变弱告终。这样一来，南极海域的含氧量就不会高，这恰恰又与实际数据相矛盾。为摆脱这一困境，挪威卑尔根大学研究团队在重新评估观察数据后利用挪威地球系统模型（NorESM） 进行了模拟。发表在Nature Communications上的结果显示，要解释当时北大西洋深层海水的高含氧量，未必需要假设大西洋经向翻转环流的增强，答案可从南大洋中去寻找。纬向风风压 （指与纬度圈平行的风对海面所施之力） 以及埃克曼输送 （Ekman transport，即风力导致的表层海水下沉） 能够很快更新深层的海水，而表层海水的高温纯粹是当时高强度的日照与高浓度二氧化碳的杰作。可见，海洋温度升高将完全改变洋流的运行。上新世中期变暖的历史将会在21世纪末重演吗？