科学家揭开北大西洋百年冷区之谜

加州大学河滨分校的研究人员报告称，能同时解释观测到的温度趋势和盐度变化的唯一机制是：大西洋经向翻转环流（AMOC）的减弱。这一大型系统通过将温暖、高盐的表层水向北输送，并将较冷的深层水送回热带地区，从而影响全球气候。

“人们一直在问这个冷点为何存在，”加州大学河滨分校气候科学家刘威（Wei Liu）表示，他与博士生李开元（Kai-Yuan Li）共同领导了这项研究。“我们发现最可能的答案是AMOC减弱。”

由于AMOC的作用类似于调节气候的传送带，其流速的任何减缓都意味着更少的热量和盐分到达副极地北大西洋。结果就是研究人员在格陵兰南部观测到的变冷和海水变淡现象。

百年数据揭示长期趋势

AMOC减缓会减少温暖高盐水的输送，导致表层海水温度降低、盐度下降。因此，温度和盐度记录是衡量该环流强度的重要指标。

刘威和李开元分析了约一个世纪的温度和盐度数据，因为对AMOC的直接监测仅始于约20年前。利用这些长期记录，他们重建了该环流过去的变化，并将结果与近100个气候模型模拟进行了比较。

他们发表在《通讯·地球与环境》（Communications Earth & Environment）上的分析显示，只有反映AMOC减弱的模型才与现实世界数据一致。假设环流增强的模拟无法重现观测到的变冷现象。

“这是一种非常显著的相关性，”李开元说。“如果你查看观测数据并与所有模拟结果对比，只有AMOC减弱的情景才能重现该区域的变冷现象。”

变冷、盐度下降及广泛的气候影响

该研究还发现，该区域盐度降低与AMOC减缓相符，进一步证实了温暖高盐水输送减少是导致这一趋势的原因。

其影响远不止于局部地区。格陵兰南部异常区是对海洋环流变化最敏感的区域之一。该区域的变冷会通过改变降雨量和影响急流（一种高空气流，有助于引导风暴系统并调节北美和欧洲的温度）来影响整个欧洲的天气模式。

海洋生态系统也可能受到影响，因为盐度和温度的变化会塑造物种的生存环境。

澄清气候模拟中的争议

这些发现有助于解决气候建模者之间的争议：格陵兰南部变冷主要是由海洋动力学还是由气溶胶污染等大气影响引起。一些较新的模型支持后者，并预测随着气溶胶排放减少，AMOC会增强。然而，这些模型与观测到的变冷模式不符。

“我们的结果表明，只有AMOC减弱的模型才是正确的，”刘威说。“这意味着许多近期的模型对气溶胶变化过于敏感，在该区域的准确性较低。”

通过解决这一差异，该研究提高了对气候预测的信心，尤其是对欧洲的预测，因为AMOC相关变化对欧洲有重大影响。

利用间接线索重建海洋历史

这项研究还展示了科学家如何从间接证据中得出有意义的结论。尽管对AMOC的直接测量有限，但温度和盐度数据为了解长期海洋环流变化提供了可靠窗口，并有助于改进对未来气候条件的预测。

“我们没有一个世纪前的直接观测数据，但温度和盐度数据让我们能清晰地看到过去，”李开元说。“这项研究表明，AMOC已经减弱了一个多世纪，如果温室气体继续增加，这一趋势可能会持续。”

格陵兰南部冷点的影响日益增加

随着气候持续变化，格陵兰南部的冷点可能成为未来气候行为中一个日益重要的因素。通过确定其成因，研究人员希望为未来的变化提供更好的应对准备。

“我们使用的技术是理解该系统如何变化以及如果温室气体继续增加其可能走向的有力方法，”李开元说。