最新研究表明,大西洋经向翻转环流犹如地球的散热阀门。环流减弱会阻断海洋向大气排热,导致热量积聚并加剧全球变暖。

地球气候能够保持相对稳定,依赖于极其复杂的自然系统,其中大西洋经向翻转环流(AMOC)发挥着关键作用。这条庞大的深海传送带不仅将热量从热带输送到寒冷地区,还调节着海洋生物所需的养分分布。以往人们普遍认为,AMOC就像一条单纯的热量传送带,通过将热量从一个半球输送到另一个半球,形成了南北极温度此消彼长的“热双极跷跷板”模式。
然而,发表在《自然-地球科学》上的一项新研究提出了截然不同的观点。研究团队在分析更新世冰期数据时发现,AMOC的作用机制更像是一个控制地球散热的“海洋热阀门”。科学家们结合了20年来关于海洋热含量、海冰以及地球辐射平衡的观测与理论成果,并运行了3个气候模型。模型显示,当AMOC强劲时,北大西洋发生剧烈的深层对流,使得海洋能够向大气和宇宙空间释放大量热量,此时热阀门处于打开状态,热量得以排出。反之,当AMOC减弱时,深层对流停止,热阀门随之关闭,海洋内部便会积聚热量,导致地球整体吸收的热量大于散发的热量。
这种热阀门机制完美解释了古代冰芯记录中的一个长期谜题。在更新世的D-O事件期间,格陵兰冰芯记录到了剧烈的快速气温变化,而南极冰芯的温度变化则相对缓慢。新模型表明,这是因为格陵兰记录反映的是北大西洋散热的快速波动,而南极记录则体现了整个海洋热量储存的缓慢累积。两极并非简单地玩跷跷板,而是共同对全球海洋热循环的不同层面做出响应。

华盛顿大学的气候学家 David Bonan 指出,AMOC作为控制行星温度的热阀门,直接调节着地球的辐射平衡。在人类活动引发气候变化的当下,AMOC正在持续减弱,这可能导致深层对流减少,使更多热量被困在海洋内部。这种“关小热阀门”的效应,可能会进一步放大全球变暖的趋势。
研究人员 Christo Buizert 提醒道,古气候记录虽然揭示了AMOC控制热量留存的机制,但并不能直接当作预测未来的水晶球。在冰期时代,广袤的海冰提供了关键的正反馈,促使AMOC在强弱状态间切换;而在未来的暖化世界中,北大西洋可能无冰,这种反馈机制也将随之改变。即便如此,澄清未来AMOC是否存在多个稳定状态依然至关重要,因为这关系到洋流只是短暂减弱,还是会发生不可逆转的崩溃。
原文:https://www.sciencealert.com/the-atlantic-ocean-has-a-hidden-heat-valve-that-controls-earths-temperature-and-it-could-be-closing