《后天》是一部很多人都觀看過(guò)的災(zāi)難電影。影片描述了在地球上發(fā)生的一系列極端天氣事件，龍卷風(fēng)、海嘯、地震在全球肆虐，地球最終再次進(jìn)入冰期的故事。在這則故事中，她的科學(xué)背景設(shè)定為由于溫室效應(yīng)的影響，北半球出現(xiàn)了大量的冰川融化，造成了北大西洋環(huán)流中斷，進(jìn)而導(dǎo)致了災(zāi)難性的局面。最近，一項(xiàng)由德國(guó)科學(xué)家Niklas Boers所發(fā)表的新研究再次呼應(yīng)了影片中的場(chǎng)景，向人類發(fā)出了一個(gè)重大的預(yù)警信號(hào)。

電影《后天》中的場(chǎng)景。| 圖片來(lái)源：Wikipedia

Boers發(fā)現(xiàn)，在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)里，由于融化的冰川流入海洋中，使得地球上的一個(gè)主要的海洋環(huán)流系統(tǒng)正在變得越來(lái)越不穩(wěn)定，這個(gè)系統(tǒng)便是大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流（AMOC），這種穩(wěn)定性的喪失可能會(huì)對(duì)氣候造成嚴(yán)重的影響，帶來(lái)人類難以承受的災(zāi)難性后果。Boers將他的分析結(jié)果詳細(xì)發(fā)表在了近期的《自然-氣候變化》雜志上。

AMOC是一個(gè)巨大的洋流系統(tǒng)，她是地球上最關(guān)鍵的環(huán)流系統(tǒng)之一。這個(gè)系統(tǒng)橫跨大西洋，是墨西哥灣流的源頭，她能夠?qū)釒У呐畧F(tuán)從海洋表面向北輸送，將冷水團(tuán)從海洋底部向南輸送。這樣一個(gè)能夠重新分配熱量的洋流不僅與歐洲相對(duì)溫和的氣溫息息相關(guān)，而且還影響著世界各地的天氣系統(tǒng)。如果這樣一個(gè)洋流系統(tǒng)崩潰，將可能產(chǎn)生不可估量的嚴(yán)重后果。比如歐洲很可能出現(xiàn)大幅度的降溫，熱帶季風(fēng)系統(tǒng)受到嚴(yán)重干擾等等。

圖片來(lái)源：Wikipedia

一直以來(lái)，氣候?qū)W家從一些計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，以及一些地球過(guò)去的氣候數(shù)據(jù)中得知，AMOC除了目前達(dá)到的強(qiáng)模式外，還可以展示出另外一種較弱的運(yùn)作模式。能在兩種模式下維持穩(wěn)定意味著，理論上說(shuō)，AMOC是可以在這兩種環(huán)流模式之間發(fā)生突然地變換的。

在新的研究之前，已經(jīng)有研究表明AMOC目前的強(qiáng)度正處于1000多年來(lái)的最弱狀態(tài)。然而，到目前為止，科學(xué)家們尚不清楚的是，觀察到的這種減弱是否對(duì)應(yīng)于環(huán)流狀態(tài)的一種平均變化，或者說(shuō)這是否意味著這種減弱與環(huán)流系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性的喪失有關(guān)？這二者之間的差異是至關(guān)重要的，因?yàn)?span style="color: #000000; --tt-darkmode-color: #A3A3A3;">動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性的喪失意味著AMOC已經(jīng)接近某個(gè)臨界閾值，一旦超過(guò)這個(gè)臨界點(diǎn)，就可能發(fā)生實(shí)質(zhì)性的、可能不可逆轉(zhuǎn)的弱模式轉(zhuǎn)變。

由于缺乏對(duì)AMOC強(qiáng)度的長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù)，這仍然是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題。直到現(xiàn)在。

AMOC會(huì)在大西洋的海表溫度和鹽度模式中留下清晰的“指紋”，Boers通過(guò)分析海洋表面溫度和鹽度數(shù)據(jù)，對(duì)8個(gè)獨(dú)立的AMOC指數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的評(píng)估。他的研究結(jié)果表明，AMOC正在逐漸減弱，且這種減弱確實(shí)與穩(wěn)定性的喪失有關(guān)。更具體地說(shuō)，在上個(gè)世紀(jì)的過(guò)程中，AMOC的下降不僅僅是溫度上升的波動(dòng)或?qū)囟壬仙a(chǎn)生的線性響應(yīng)，而是可能已經(jīng)從相對(duì)穩(wěn)定的情況演變到了一個(gè)接近臨界點(diǎn)的狀態(tài)。

那么這種轉(zhuǎn)變是由什么因素導(dǎo)致的呢？過(guò)去的大多數(shù)證據(jù)表明，AMOC在近期的減弱是由北大西洋變暖直接造成的。但Boers指出，直接的變暖并不太可能導(dǎo)致這種突然的轉(zhuǎn)變，他認(rèn)為除了全球變暖，AMOC更有可能是由于冰蓋的融化，使得大量淡水流入海中造成的。

淡水流入海中的現(xiàn)象可能受到許多因素的影響，比如格陵蘭冰蓋融化帶來(lái)的淡水流入、海冰融化、降水增加和河流徑流等等。這些淡水不僅能夠?qū)е潞Ｆ矫嫔仙€能夠?qū)ρ罅鳟a(chǎn)生影響。由于淡水比鹽水輕，她能影響海水從深處下沉和上升的方式。這些因素增加了大西洋變暖對(duì)其環(huán)流的直接影響。

這是一項(xiàng)意義重大的結(jié)果，她為AMOC崩潰發(fā)出了重要的早期預(yù)警信號(hào)。現(xiàn)有的證據(jù)已經(jīng)表明，我們正接近AMOC的關(guān)鍵臨界點(diǎn)，這再次突顯了溫室氣體的持續(xù)排放對(duì)地球氣候系統(tǒng)造成了很大的干擾。

Boers表示這一結(jié)果令他驚訝，他說(shuō)：“我沒(méi)有想到，在上個(gè)世紀(jì)在海中注入的過(guò)量淡水，會(huì)在翻轉(zhuǎn)環(huán)流中產(chǎn)生這樣的反應(yīng)。我們迫切需要將我們的模型與現(xiàn)有的觀測(cè)證據(jù)進(jìn)行協(xié)調(diào)，以此來(lái)評(píng)估我們距離AMOC的臨界閾值究竟還有多遠(yuǎn)。”

研究人員表示，雖然還需要對(duì)能夠?qū)MOC產(chǎn)生影響的不同因素展開進(jìn)一步分析研究，但可以肯定的是，這些因素都與人為造成的氣候變化有關(guān)。而且在這種轉(zhuǎn)變中，南半球也可能受到影響，在南極大陸周圍也有類似的翻轉(zhuǎn)環(huán)流，隨著陸冰的融化，這些環(huán)流可能再次在全球變暖的情況下崩潰——而且已經(jīng)有證據(jù)表明，這種情況已經(jīng)在發(fā)生。

#創(chuàng)作團(tuán)隊(duì)：

文：小雨

#參考來(lái)源：

https://www.pik-potsdam.de/en/news/latest-news/major-atlantic-ocean-current-system-might-be-approaching-critical-threshold

https://cosmosmagazine.com/earth/oceans/could-the-day-after-tomorrow-come-true/

https://www.nature.com/articles/s41558-021-01097-4

#圖片來(lái)源：

首圖來(lái)源：Ivana Cajina on Unsplash