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保持北欧温暖的大西洋主流可能会出现新的变化和转折点

保持北欧温暖的大西洋主流可能会出现新的变化和转折点

本文中(左)低分辨率气候模型和(右)高分辨率模型中大西洋极地环流的当前速度。 版权所有:美国宇航局物理杂志

由于位于地球表面,北欧相对温暖。 例如,虽然伦敦位于加拿大大多数主要城市的北部,但它比所有城市(甚至不列颠哥伦比亚省的温哥华)都温暖。 但由于全球变暖,这种温暖可能会在本世纪初消失。

原因是从墨西哥湾延伸到挪威斯瓦尔巴群岛的主要洋流——南大西洋洋流(AMOC)可能会停止流动。 如今,它携带大量温水进入北大西洋,在那里冷却、下沉并急剧改变方向,离开格陵兰岛东海岸,然后穿过大西洋中部(并在东南大西洋洋流下方)进入南大西洋。 在此过程中释放的热量使北欧港口不结冰。

在全球变暖的情况下,东北大西洋的咸水与来自北极融化的冷淡水以及全球变暖特征的降水量增加混合。 这些淡水降低了海流的密度和盐度,从而减少了北大西洋海流的冷却和衰减,从而减少了向南的流量。

1995 年,气候建模者 是期待 AMOC 将在 2200 年停止。自 2004 年以来就已经有观测结果,事实上,AMOC 的部分内容 似乎正在放缓

但到目前为止,气候模型还无法仔细研究大西洋环流,包括其洋流、涡流和许多输入。

现在,通过使用更详细地了解大西洋极地环流的气候模型,科学家们可以更好地了解其未来,发现以前模型忽略的细节。 在这个新的、更准确的模型中,大西洋极地环流在某些地区突然崩溃,而在其他地区却意外增加。 结果是: 发表 在杂志上 材料审查信

“我们的高分辨率模型研究揭示了一个惊人的转变:亚北极大西洋地区的大西洋翻转环流(AMOC)可能由于变暖而加强,”“挑战了人们普遍认为的生物流系统正在均匀减弱的观点。”

气候变化预测中使用的大型全球气候模型将陆地和海洋划分为 100 公里 x 100 公里的区域,以适应时间和计算可用性。 作为“低分辨率”模型,它们可能会错过较小的物理特征,例如 漩涡漩涡 在海洋中。

洛曼和他的同事使用了最近开发的高分辨率气候模型,称为 社区地球系统模型 这将之前的网格尺寸从每边经纬度 1 度减少到 0.1 度,即约 17 公里。

他们假设大气中的二氧化碳含量将会高速上升——政府间气候变化专门委员会证实了这一点。 RCP 场景 8.5二氧化碳浓度在本世纪中迅速增加,到 2100 年达到约百万分之 1,250 的水平。

高分辨率和低分辨率模型均显示 AMOC 整体放缓,从 2000 年到 2100 年,每秒流量约 800 万立方米,到 2020 年附近急剧下降。(相比之下,AMOC 的总流量)据估计,AMOC 每秒输送约 15 至 2000 万立方米水,每秒传输约 130 亿焦耳能量。 但在更小的、更具区域性的范围内,AMOC 的某些部分突然崩溃,而另一些部分则随着时间的推移而得到加强。

“先进的气候模型现在表明,在极端温室气体排放(RCP 8.5)的情况下,大西洋环流可能会在某些地区急剧下降,而在北极却相反地增加,”洛曼说,“尽管有这种趋势,但这种意想不到的区域性加强正在发生。”今年是大西洋环流活动减弱的一年。”

除了区域变化和洋流之外,高分辨率模型还显示了低分辨率研究中未知的转折点。

临界点是当系统突然从一种状态转变为另一种状态时,即一个额外的小变化导致系统突然转变为新状态的阈值。 例如,你可以穿着裤子吃东西,但在某些时候你的裤子底部会突然撕裂,并且它们将永远保持在不同的状态。 这是裤子的转折点。

子系统 气候系统出现转折点例如,对格陵兰冰盖的过去进行了研究 估计的 当地球温度比工业化前水平上升约2.5摄氏度时,地球将迎来一个转折点。 当地球达到临界点时,整个冰盖的融化可能不可避免。

科学家们发现,在较小的尺度上,大西洋地球物理循环的部分内容包含在以前的一般大西洋地球物理循环模型中没有出现的转折点。

洛曼说:“结果强调迫切需要将区域动态纳入大西洋海洋环流预测,因为这些局部变化可能对气候和海洋生态系统产生深远影响。”

“当我们面临不确定的气候未来时,这些见解强调了开发气候模型以预测和应对地球系统的巨大变化的至关重要性。” 而且,他说,宏观大西洋环流和小规模大西洋环流之间的反馈“未来可能会发生变化”。

更多信息:
郭瑞建等,大西洋翻转环流的减少:全球变暖下的小平衡的倾斜, 材料审查信 (2024)。 doi: 10.1103/PhysRevLett.133.034201

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报价单使北欧保持温暖的大西洋主要洋流可能会出现新的变化和转折点(2024 年 7 月 30 日)2024 年 7 月 30 日检索自 https://phys.org/news/2024-07-major-atlantic-current-northern -europe。 html

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