温度及盐度都会改变水的密度,低温及盐度较高的水会下沉,温暖及盐度较低的水会上升。这一常识性物理学规律在地球海洋的活动中起到了至关重要的作用。海洋学家称因温度、盐度不同而流动的洋流为温盐环流。
温盐环流是全球性的,它将水、热量、盐分与海水中的化学物质传送到所经之处,被称为全球海洋运输带。其中最重要的一段是:北大西洋流。当其向北前进到挪威海、格陵兰海及拉不拉多海附近时,因热量散去使得海水密度变大而下沉,之后往南转向变成北大西洋深层水,成为全球深层海水的源头之一。当极区的海水下沉时,南方的温暖海水便流过去补充,使整个循环得以持续。
从北大西洋暖流转向为北大西洋深层水的过程称为MOC,MOC传送给北欧的热量比北欧从太阳照射中得到的热量还要多20%。在电影《后天》中,造成气候剧变的原因就是MOC的循环停止。现实中这也一直是气象学家担心的事。1999年,一个海洋古生物学小组在分析“有孔虫”(一种细小的海洋浮游生物)化石时意外推算出,大约1.2万年前,温盐环流的型态与现今完全不同。不但传送的水量较少,在极区也没有冷热海水汇集区。而对应的,那时正处在冰河期。
气候学家担心,由于全球气温的上升,这种变化正在悄悄酝酿。但对于北大西洋环流是否真的正在减弱,科学家一直苦无证据。
2005年12月,英国海洋中心科学家、南安普顿大学海洋与地球科学学院教授哈里•布莱登(HarryL.Bryden)领导的研究团队在英国《自然》杂志上发表了他们的研究结果:根据2004年设置在非洲海岸到巴哈马群岛间(大约在北纬25度)、横列跨越北大西洋面的监测仪器显示的资料,并与过去50年间得到的4次横跨测量数据作比较,他们发现,北大西洋流的转向循环在1957~2004年间有明显减弱。
研究者在北纬25度横切大西洋面的位置,可以观察到向北的湾流、往南的亚热带循环流与往南的深层流。科学家现在看到的是:虽然向北的湾流传送保持稳定,但是亚热带循环流(只发生在表层的洋流)流量增加,而深层流流量减少。由此估算,近50年来,北大西洋流在极区的转向循环减弱超过30%,而北大西洋暖流当中有90%的热是提供给北欧沿岸海水的,因此这将对欧洲气候变化产生很大的变量。
实际上,就在哈里•布莱登的小组直接测量洋流变化的同时,其他科学家也正在做着间接的测量分析。此前,著名的WoodsHole海洋研究所的路丝•鸠瑞(RuthCurry)与挪威气象研究所的赛西利•毛瑞增(CelcilieMauritzen)两位科学家根据过去50年北欧海域的海水观测资料,以五年为单位,从单位体积海水温度、盐度与密度的变化量来估算造成此变化所需的淡水流量,结果发现,过去30年中,总共约有19000立方千米淡水注入北大西洋,这大约是亚马孙河年流量的3倍。这带来海水盐度的剧烈转变。目前,科学家相信这是冰山融化造成的。科学家推估,每年大约有100立方千米的淡水累积在北欧海域的上层,若保持这样的淡水累积速率,科学家认为MOC将在本世纪内逐渐减弱,而在下个世纪停止循环。
根据多方面的观测资料,美国伊利诺伊大学大气科学系教授迈克尔•施莱辛格(MichaelSchlesinger)计算认为:MOC停止的概率,在未来200年内有70%,在本世纪有45%;如果全球同心协力遵守气候政策,100年后仍将有25%的机会发生MOC停止。
从过去的古气候记录,洋流循环停止的事件可能使北半球的气温下降10摄氏度。让科学家担心的是即便洋流循环是缓慢停止,但是气候却可能瞬间“变脸 ”,并且纵使洋流被重新激活,整个系统的非线性行为也会使北半球无法立即回到温暖的状态。
所谓的瞬间, 哈里•布莱登把它定义为20年左右:冰层核心的记录表明,2000年前的第九纪,曾经有突然的天气变化发生,这个变化是在短短20年的时间内完成的。
(摘自中英气候变化报道媒体研修班《如何报道气候变化:知识、视角和方法》第一章)
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