在过去的1000多年中,大西洋经络翻转环流(AMOC)(也称为墨西哥湾流系统)从来没有像过去几十年那样脆弱。研究人员汇编了代理数据,可以追溯到数百年前以重建AMOC流量历史。他们发现一致的证据表明,在过去的千年中,它在20世纪的减速是前所未有的。
在过去的1000多年中,大西洋经络翻转环流(AMOC)(也称为墨西哥湾流系统)从来没有像过去几十年那样脆弱。这是来自爱尔兰,英国和德国的科学家的一项新研究的结果。研究人员汇编了所谓的代理数据,这些数据主要取自海洋沉积物或冰芯等自然档案,可追溯到数百年前,以重建AMOC的流动历史。他们找到了一致的证据,表明其在20世纪的减速在过去的千年中是史无前例的。它很可能与人为引起的气候变化有关。巨大的海洋环流与欧洲的天气模式和美国的区域海平面有关。其减速还与在大西洋北部观测到的冷斑点有关。
"墨西哥湾流系统的工作原理就像一条巨大的输送带,从赤道向北输送温暖的地表水,然后向南输送回低盐度的冷深水。它每秒移动近2000万立方米的水,几乎是亚马逊流量的100倍,"波茨坦气候影响研究所PIK的Stefan Rahmstorf解释说,该研究的发起人将发表在《自然地球科学》上。 Rahmstorf及其同事先前的研究表明,自20世纪中叶以来,洋流的速度下降了约15%,这与人为造成的全球变暖有关,但迄今为止,有关其长期发展的可靠图景至今尚未消失:这就是研究人员在对代理数据研究结果进行回顾时所提供的。
"我们首次结合了一系列先前的研究,发现它们提供了过去1600年AMOC演变的一致图景,"拉姆斯托夫说。 "研究结果表明,直到19世纪后期,它一直相对稳定。随着小冰河时代的结束,大约在1850年,洋流开始下降,并且自20世纪中叶以来出现了第二次更大幅度的下降。政府间气候变化专门委员会(IPCC)在2019年关于海洋的特别报告已经以中等信心得出结论"相对于1850年至1900年,大西洋子午线翻转环流(AMOC)已经减弱。这项新研究为这一结论提供了进一步的独立证据,并将其纳入了较长期的古气候环境中, Rahmstorf添加。
由于正在进行的直接AMOC测量仅始于2004年,因此研究人员采用了一种间接方法,即所谓的代理数据,以了解其下降的长期前景。代理数据作为过去的见证人,包括从自然环境档案中收集的信息,例如树木年轮,冰芯,海洋沉积物和珊瑚,以及历史数据(例如从船舶日志中)。
"我们结合使用了三种不同类型的数据来获取有关洋流的信息:大西洋中的温度模式,地下水团性质和深海沉积物粒度(可追溯到100到ca)。 1600年尽管单个代理数据不能完美地表示AMOC的演变,但它们的组合却显示出了倾覆环流的强大画面,"梅诺斯大学爱尔兰气候分析和研究部门的成员,PIK的客座科学家Levke Caesar解释说。
由于代理记录总体上存在不确定性,爱尔兰梅努斯大学的统计学家Niamh Cahill考虑了这些因素,对结果的稳健性进行了测试。她发现,在所考虑的11个数据集中的9个中,现代AMOC的弱点在统计上是显着的。 "假设代理记录中度量的过程反映了AMOC的变化,尽管数据中表示的位置和时间范围不同,但它们提供了一致的图像。在超过1000年的时间里,AMOC受到前所未有的削弱,"她说。
气候模型长期以来一直预测AMOC的下降是对温室气体引起的全球变暖的反应。根据许多研究,这可能是观察到的减弱的原因。大西洋的倾覆是由科学家所说的深对流推动的,深对流是由海水密度的差异引起的:温暖和咸水从南向北移动,在那里冷却,因此变得更稠密。当它足够沉重时,水会沉入更深的海洋层,然后流回南方。全球变暖干扰了这一机制:增加的降雨和格陵兰冰原的融化增加为表层海洋增加了淡水。这降低了盐度,从而降低了水的密度,从而抑制了下沉,从而削弱了AMOC的流量。
其减弱也与过去一百年来北大西洋独特的大幅降温有关。由于AMOC减弱,气候模型预测了这种所谓的冷团,这将较少的热量输送到该区域。
正如莱夫·凯撒(Levke Caesar)所说,AMOC放缓的后果可能对居住在大西洋两岸的人们造成多种影响:" AMOC的北向地表流动导致水团向右偏离美国东部。海岸。这是由于地球的旋转使诸如水流之类的运动物体在北半球向右转移,在南半球向左转移。随着水流的减弱,这种影响减弱,更多的水会在美国东海岸堆积,导致海平面上升加剧。"在欧洲,AMOC的进一步放缓可能意味着更多的极端天气事件,例如大西洋沿岸冬季暴风雪轨道的改变,可能加剧了极端天气事件。其他研究发现,可能的后果是极端的热浪或夏季降雨减少。确切的说,进一步的后果是当前研究的主题。科学家们还致力于解决AMOC的哪些组成部分和途径改变了方式和原因。
"如果我们继续推动全球变暖,那么根据最新一代的气候模型,到2100年,墨西哥湾流系统将进一步减弱34%至45%。拉姆斯托夫总结说。这可能使我们危险地接近流量不稳定的临界点。
波茨坦气候影响研究所(PIK)提供的材料。注意:可以编辑内容的样式和长度。
凯撒(L. Caesar),麦卡锡(G.D.上个世纪以来,当前的大西洋子午线翻转环流最弱。自然地球科学,2021年; DOI:10.1038 / s41561-021-00699-z
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