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神秘的“冷斑”在大西洋中暗示AMOC正在减弱

New Scientist2026年6月4日 15:00

“冷斑”出现在一幅数据可视化图中,显示2015年的平均温度,相对于1951-80年的平均水平。过去150年中,地球表面整体在升温,唯一的例外是北大西洋的一片区域。位于格林兰东南的这个区域降温达1°C,被称为“变暖洞”或“冷斑”。科学家对这一冷斑的存在原因意见不一,但最新证据支持这个观点:它是由于大西洋经向翻转环流(AMOC)的减弱所致,该环流系统将暖水从热带输送到欧洲。AMOC将来自墨西哥湾的暖盐水向北大西洋输送,那里它冷却并下沉,沿着海洋底部流回南方。科学家们担心,格林兰冰川快速融化的淡水涌入正在使这些咸水密度降低,从而减缓其下沉,削弱了环流。研究表明,AMOC可能在几十年内穿越一个临界点,锁定未来的崩溃,这将冻住欧洲并扰乱对非洲和亚洲农业至关重要的季风降雨。但我们对AMOC强度只有22年的直接观察,不足以明确揭示出趋势。气候建模表明,AMOC减缓导致向北大西洋输送的暖水减少,从而形成冷斑。不过,其他建模则将大部分责任归咎于大气。在2022年的一项研究中,波士顿东北大学的程菲和他的同事发现,北极的快速升温减少了极地与热带之间的温差,导致喷流向北移到冷斑区域。强劲的西风的到来加剧了蒸发,搅动了水体,带走了海洋中的热量。另一项研究表明,更多的蒸发也导致更多的云层,使冷斑避开阳光的温暖。德国波茨坦气候影响研究所的斯特凡·拉姆斯托夫及其同事已通过气候重分析调查冷斑,这种重分析基于来自卫星、浮标和船只的直接气象观察,而非气候建模。他们发现,自1955年以来,冷斑的海洋表面热量损失有所减少。此外,海洋不仅在表面降温,也在1000米深处降温。他们认为,这意味着AMOC输送的热量减少,而不是风带走了更多的热量。拉姆斯托夫指出,风和云“只解释了变暖洞的微小部分”。“即使在某些建模方法中,冷斑似乎是由大气引起,但事实上,数据表明它是由海洋造成的。”该发现揭示,大西洋的环流已经改变了几十年,这引发了对AMOC以及围绕冷斑的亚极涡旋崩溃的担忧。亚极涡旋有助于将咸水面水引入,滋养推动AMOC的寒冷、密集水体的下沉。如果它停止运作,可能使英国和附近国家的温度比AMOC完全崩溃时更快下降。拉姆斯托夫称:“亚极涡旋通过这个临界点的可能性可能会导致西欧在2040年代就经历严重的气候影响。”但海洋表面热量通量尚未被直接测量,因此研究仅能通过建模推断。基于与拉姆斯托夫相同的一些重分析的2021年研究发现,强风是冷斑的主要原因。“用重分析数据推断冷斑的能量预算是具有挑战性的,”程菲说。新研究有用,“但不会成为最终结论”,伦敦大学学院的戴维·索纳利说。由于数据有限,苏格兰海洋科学协会的尼尔·弗雷泽表示,对于冷斑的其他替代解释仍然无法完全排除。例如,AMOC的一个分支被称为挪威洋流,可能在增强,向冷斑区域输送更多热量。他说:“冷斑与AMOC减弱是一致的,但这并不是确凿的证据。”

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