科学家警告:北大西洋环流可能崩溃,欧洲或将进入"冰河时代"
很多人看世界地图的时候都会忽略一个细节:伦敦、巴黎的纬度,和加拿大寒冷的卡尔加里差不多。按常理来说,这么靠北的地方,冬天本该严寒漫长,土地很难大规模发展农业。可现实里西欧气候温和湿润,冬天很少出现极端低温,这背后最大的功臣,就是北大西洋的大洋传送带——大西洋经向翻转环流,简称AMOC。
近些年越来越多气候学家持续发出警告,这套维持北半球气候稳定的洋流系统,正在持续减弱,存在跨越临界点、彻底崩溃的风险。一旦发生,欧洲不会立刻被冰雪掩埋,但区域气候会发生翻天覆地的改变,冬季大幅降温,极端寒潮、干旱风暴会显著增多,出现类似小冰河期的气候状态。很多人第一反应联想到灾难电影《后天》,但现实和电影有本质区别,不会短短几天冰封大陆,整个变化过程会持续几十年甚至上百年。这件事也不只是欧洲的麻烦,全球降雨格局、海平面、粮食生产都会跟着改变,我们国家同样会受到连锁影响。
北大西洋环流到底是什么,为什么它这么关键
简单来讲,大西洋经向翻转环流就是一套依靠海水温度、盐度差异驱动的巨型循环系统,也被叫做大洋传送带。热带阳光把海水加热,温暖、含盐量高的表层海水沿着大西洋向北流动,也就是大家听过的墨西哥湾暖流。一路向北行进时,海水不断向大气释放热量,给西欧和北欧送去温暖,海水本身慢慢变冷、密度变大。等到抵达格陵兰、冰岛附近海域,冷水变重,下沉到数千米深海,沿着海底重新向南回流,回到热带区域,完成整个循环。
这套环流每年向北输送巨量热量,相当于人类全年能源消耗的几十倍。正是源源不断输送过来的热量,让西欧拥有和同纬度地区截然不同的宜居环境。如果这个循环停下来,向北输送的热量通道就会关闭。
驱动这套系统最核心的环节,就是北大西洋高纬度区域的海水下沉。这里一旦缺少足够重的冷水下沉,整个传送带就会减速,严重时直接停摆。而现在破坏这个关键环节的,就是全球变暖带来的格陵兰冰盖融化。
格陵兰冰盖储存巨量淡水,随着气温上升,冰川融化速度持续加快,大量淡水持续汇入北大西洋。淡水密度远低于海水,流入之后会浮在海洋表层,稀释海水盐度。表层海水盐度变低,就算降温,也很难像过去一样沉入深海。大量淡水持续堆积,就像给洋流的发动机浇上冷水,慢慢削弱下沉动力,整个AMOC随之持续变弱。
科学家通过海底沉积物、冰芯等古气候数据发现,在远古时期,这套洋流确实曾经出现过减弱甚至中断。最有名的就是新仙女木事件,大约一万多年前,大量冰川融水注入北大西洋,洋流减弱,北半球高纬度地区快速变冷,在已经回暖的阶段再次出现长时间的寒冷期,留下明确的地质记录。这也证明,AMOC确实存在临界点,一旦跨过这个阈值,系统会进入新的稳定状态,并且很难恢复,也就是大家所说的气候临界点。
当前观测数据:洋流已经处在千年以来最弱水平
从2004年开始,科研团队在北纬26度的大西洋布设了一套长期观测阵列RAPID,持续监测AMOC的强度。多年观测数据显示,过去几十年间,北大西洋经向翻转环流整体呈现下降趋势,现在的强度,已经是过去一千多年里的低位。
不同研究团队给出的预测结果存在差异,这也是气候科学的正常现象。一部分模型研究认为,在高碳排放情景下,本世纪内就有可能抵达临界点,在2050年前后出现崩溃风险;还有另一部分研究,基于更多模型模拟提出,本世纪完整崩溃的概率相对有限,但会出现大幅度减弱,到2100年环流强度相比工业革命前降低接近一半;IPCC的评估报告也明确提到,几乎所有气候模型都预测,随着温室气体持续排放,AMOC在21世纪会持续减弱,只是完全崩溃的时间和概率,还存在很大不确定性。
这里要分清两个概念:减弱和崩溃。减弱是洋流流量慢慢下降,输送热量变少,气候缓慢变化;崩溃,是越过临界点,下沉机制基本停止,系统切换到几乎不再翻转的状态,这个状态一旦触发,就算之后全球降温,也很难在短时间内恢复。这也是科学家重点警惕的风险。
有不少自媒体直接解读成“几十年后欧洲直接进入冰河时代”,这个说法需要纠正。这里所说的冰河时代,不是像几万年前覆盖整个北半球大陆的大冰期,而是区域长时间降温、严寒天气频发的小冰期式气候。如果AMOC完全崩溃,北欧、西欧的年均气温可能下降数摄氏度,局部区域冬季降温幅度可达10℃到15℃,冬天严寒天数大幅增加,伦敦冬季会频繁出现零下十几度低温,斯堪的纳维亚半岛寒冷程度会显著加剧。但全球整体平均温度不会回到冰期,全球变暖的大背景依旧存在,只是热量分配方式彻底改变,热量滞留在热带和南半球,南半球局部升温会更加明显。
如果环流崩溃,全球会迎来哪些连锁变化
第一,欧洲气候剧变,农业压力陡增
失去洋流输送热量之后,西北欧冬季会显著变冷,冬季风暴增多。同时,欧洲夏季降水会明显减少,干旱更容易发生。西欧是全球重要粮食产区,温度、降水的双重改变,会直接影响小麦、玉米等农作物的产量。土地耕作条件变差,原有农业产区减产,欧洲粮食供给压力上升,国际粮食贸易市场会受到冲击。
第二,大西洋沿岸海平面重新分布,美国东海岸风险上升
AMOC正常运行时,向北流动的暖水会在引力作用下,拉住北大西洋沿岸的海水。一旦洋流减弱,这种拉力消失,海水向南重新分配,美国东北部沿海海平面会加速上涨,风暴潮的破坏力会进一步放大。而欧洲西北沿海海平面反而会小幅下降。海平面的重新调整,会威胁美国东部大量沿海城市,加剧海岸侵蚀、海水倒灌问题。
第三,全球降雨带移位,季风系统出现扰动
大洋传送带是全球热量再分配的核心,一旦停止,热带降雨带会向南偏移。非洲萨赫勒地区、南亚季风区、南美亚马逊流域的降水都会发生改变,部分地区持续干旱,另一些区域暴雨洪涝变多。全球水资源分布打乱,很多依靠稳定季风降水的农业区域,会面临缺水风险。
第四,海洋生态系统遭受重创
洋流不只是输送热量,同时携带海底营养盐到表层海域,滋养浮游生物,支撑整条海洋食物链。环流减弱之后,营养物质输送中断,北大西洋鱼类栖息地改变,渔获量下降。同时,海洋吸收二氧化碳的能力下降,温室气体更多留在大气中,形成恶性循环,进一步放大全球变暖效应。
第五,对我国气候的间接影响
很多人以为这件事离中国很远,实际上北大西洋的海温异常,可以通过大气波动,跨越亚欧大陆传递到东亚。研究显示,AMOC持续减弱,会通过大气遥相关,改变东亚冬季风和夏季风的状态。长期来看,我国北方冬季极端寒潮发生概率会上升,夏季降水格局出现调整,北方干旱、南方暴雨等极端天气的不确定性增加。但对比欧洲,我国受到的冲击属于间接影响,不会出现断崖式降温。
科学的两面:风险真实存在,但不是必然发生
很多人会疑惑,科学家为什么不能给出一个确定答案,说到底会不会崩溃、哪一年崩溃。核心原因在于,地球气候系统极其复杂,变量太多。格陵兰冰川融化速度、温室气体排放规模、海洋内部的自然波动、南半球海风的调节作用,都会改变AMOC的走向。
一部分研究认为南半球的海风可以在一定程度上维持深海上涌,缓冲环流减弱的速度,就算在高排放场景下,本世纪完整崩溃的可能性有限。而另一部分研究,基于古气候记录,认为淡水持续注入的累积效应,足以推动系统跨过临界点。科学界的共识是:AMOC正在减弱是观测确认的事实;未来是否会彻底崩溃,取决于人类未来几十年碳排放控制力度。
简单一句话:如果人类持续大量排放温室气体,格陵兰冰川快速融化,AMOC跨越临界点的风险会显著上升;如果全球快速减排,控制升温幅度,就可以降低甚至规避这个风险。气候临界点不是固定的开关,人类的行动,会直接改变抵达临界点的时间和概率。
这里必须再次澄清电影式的误区。《后天》里面几天之内全球冰封,属于艺术夸张。就算AMOC发生崩溃,整个气候转变过程,是几十年到上百年缓慢展开,不是一夜之间气候大变。我们不会突然一夜入冬,但这种缓慢、不可逆的长期改变,对人类社会的考验同样严峻。留给社会调整、适应的时间窗口,会随着排放增加不断缩小。
普通人能看懂的启示:应对气候风险,重在主动减排和适应
这件事不是遥远的末日预言,它给所有人传递一个明确信号:地球气候系统存在脆弱性。持续的温室气体排放,不只是缓慢升温,还可能触发一些不可逆的气候转变,带来跨区域、跨世代的连锁后果。
很多人觉得气候变化是宏大命题,普通人做不了什么。但全球气候治理,依靠的是全人类共同行动。减少化石能源使用,推广风电、光伏等清洁能源,提升能源利用效率,减少碳排放,就是降低AMOC崩溃这类气候临界点风险最根本的办法。我国提出的碳达峰、碳中和目标,大力发展可再生能源,正是全球减排行动的重要组成部分。
除了减排,提前做好气候适应同样重要。各个国家、地区需要建立极端气候预警体系,完善抗旱、防寒、防洪的基础设施,优化农业品种,提升粮食系统的抗风险能力。气候系统一旦跨越临界点,想要逆转的成本极高,甚至无法逆转,提前预防远比事后补救成本更低。
同时我们也要理性看待科学预警。科学家发出警告,不是制造恐慌,而是提前揭示潜在风险,提醒社会提前规划。气候科学本身存在不确定性,预测不等于已经发生的灾难,预警的意义,是推动人类主动调整发展方式,降低风险发生的可能性。
话题讨论
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免责声明:本文内容基于公开气候科研成果整理,相关气候预测存在模型不确定性,不构成灾害预判。内容仅作科普阅读,请勿作为重大决策依据。