首先,究竟什么在崩溃
AMOC是海洋的大尺度传送带,把温暖的表层水向北输送至大西洋,再把寒冷的深层水向南送回。它被视为一个“临界要素”——气候系统的一部分,一旦越过某个阈值,就可能翻转到另一种状态,而不是平滑地漂移[4]。在模型实验中,向北大西洋加入足够多的淡水(例如来自融冰),会削弱环流直至其关闭,而且此后会一直保持关闭状态,直到外力减弱[1]。
这种翻转背后的机制是盐分平流反馈:环流本身把含盐的水带入大西洋,盐分使水密度足够大而下沉,从而维持环流运转。当翻转停止输入这些盐分时,大西洋会进一步淡化,这又进一步削弱下沉——形成一个自我强化的循环[4]。一项研究发现,只有当AMOC净向大西洋输送盐分时,这一反馈才会启动;而许多当前的气候模型偏向于一个过于稳定的AMOC,这意味着它们低估了崩溃的风险[4]。
热带太平洋会平静下来,而不是沸腾
模型中最具体的后果涉及厄尔尼诺-南方涛动(ENSO),即热带太平洋水温逐年冷暖变化、并在全球引发干旱和洪水的模式。在被迫进入AMOC崩溃的气候模型中,热带太平洋的平均状态变冷,沃克环流——太平洋上空东西向的大气环流——增强。这削弱了让厄尔尼诺得以发展的海气耦合,因此ENSO的变率下降约30%[2]。
厄尔尼诺的性质也会改变,而不仅仅是幅度。极端厄尔尼诺事件的发生频率降低约95%,模式发生偏移,中太平洋厄尔尼诺变得比东太平洋厄尔尼诺更常见,通常区分强暖事件和强冷事件的那种不对称性也减弱了[2]。作者将此作为在环流大幅减弱的情况下,过去和未来ENSO可能如何表现的一种机制提出,而不是对某个具体日期的预测[2]。
碳吸收与区域性的赢家和输家
崩溃还会触及碳循环。一项地球系统模型研究考察了低排放和高排放两种情景下AMOC强烈减弱的情况,报告称大气CO2的响应取决于排放路径,而且崩溃的一些局部影响在特定地方可能是有益的[3]。这提醒人们,“影响”并非在所有地方都一律是坏事——但同一项研究也表明,结果不是一个固定的数字;它会随背景气候和排放轨迹而变化[3]。
除了物理层面,崩溃还被当作一个安全和治理问题,而不仅仅是科学问题。一份政策分析指出,对AMOC的观测直到2004年才开始,因此预测依赖于代用指标、模型和模拟,而这些产生的结果差异很大、不确定性很高[5]。即便如此,2024年底数十位气候科学家公开警告,这一风险及其后果不应被低估;到2026年,北欧部长理事会已通过一项预防性行动计划,同时承认AMOC是否会越过阈值仍高度不确定[5]。
这些数字有多大可信度?
30%和95%这两个数字来自一个单一的全球气候模型实验,该实验向北大西洋加入淡水以迫使环流崩溃[2]。它们描述的是那个模型的行为,作者将其定位为对过去和未来可能行为的机制性认识,而非预测[2]。更广泛的文献明确指出,即使科学家使用相同的观测数据,模型和模拟结果也会差异很大,而且测量覆盖范围太稀疏、时间太短,算力也无法弥补这一差距[5]。
所以诚实的答案有两层。某些影响的方向——更平静、更偏向中太平洋的ENSO,重组后的碳循环,区域上不均衡的后果——有模型证据支持[2][3]。而幅度、时间,以及本世纪内是否会发生崩溃,都尚无定论;而许多模型可能让AMOC显得过于稳定的发现,意味着风险可能比标准预测所显示的更大[4][5]。
本文引用的文献
不同背景气候下白令海峡关闭对AMOC和全球气候的影响
在模型实验中,足够强的浮力强迫会导致AMOC崩溃,并一直保持崩溃状态,直到强迫再次减弱。
大西洋经向翻转环流崩溃导致ENSO变率降低
在由北大西洋淡水输入强迫的气候模型中,AMOC崩溃使热带太平洋变冷并增强沃克环流,使ENSO变率降低约30%,极端厄尔尼诺事件减少约95%,并使厄尔尼诺向中太平洋偏移。
低排放和高排放情景下大气pCO对AMOC强烈减弱的响应:AA Boot等
大气CO2对AMOC强烈减弱的响应取决于排放是低还是高,而且崩溃可能在某些地方产生有益的局部影响。
社区地球系统模型中导致AMOC崩溃的反馈过程
失稳性的盐分平流反馈在AMOC临界转变中占主导,并在环流净向大西洋输送盐分时启动;许多模型AMOC过于稳定的偏差可能低估了崩溃风险。
北欧理事会与大西洋经向翻转环流(AMOC)
AMOC预测存在高度不确定性,因为直接观测直到2004年才开始,但北欧部长理事会认为崩溃风险真实且重大,并已提出一项预防性行动计划。
