墨西哥湾洋流减弱有何后果?

风暴旅行 2023-10-19 17:40:53

在地球上的海洋中,存在一个温盐环流的系统,其是一个依靠海水的温度和盐度驱动的全球洋流循环系统,是全球洋流的一部分,其由表层热量和淡水通量形成的全球密度梯度驱动,由风所驱动的表层洋流(如墨西哥湾暖流)从赤道大西洋向极地移动,即北大西洋暖流,暖流在高纬度处被冷却后下沉到海底。这些浓密的海水随后流入其他大洋,大部分海水在南大洋上涌,而最古老的海水(经过时间约为 1000 年)则在北太平洋上涌,因此各个大洋之间的海水发生了广泛的混合,缩小了它们之间的差异,使海洋成为一个全球系统。这些环流中的水将能量(以热量形式)和质量(溶解固体和气体)输送到全球各地,其在地球周围输送氧气、营养物质、碳和热量,同时也有助于控制海平面和飓风活动。

其中,墨西哥湾暖流是副热带北大西洋的西侧边界,是大西洋经向翻转环流(AMOC)的主要组成部分,其始于加勒比海,它向北流经迈阿密附近的佛罗里达海峡,沿着南大西洋湾的大陆坡流动,然后与哈特拉斯角海岸分离,蜿蜒进入公海,将温暖的南方海水(含盐量更高、密度更大)向北带到北大西洋,沿着美国东海岸和加拿大形成一条暖水带,之后冷却并下沉,在深入海洋并将热量释放到大气中后,水慢慢向南漂流,在那里再次升温并重复循环,凭借其体积和热量传输,墨西哥湾流影响区域天气、气候和沿海条件,包括欧洲气温和降水、美国东南部沿海海平面以及北大西洋飓风活动,这一过程对于维持美国东海岸的气温和海平面至关重要,由于洋流的循环运动,该地区的海平面比离岸更远的水域低达1.5 米。

而这一过程目前似乎正在改变。科学家最新的研究发现,墨西哥湾暖流正在减弱,过去四十年来,流经佛罗里达海峡的暖流流量减缓了 4%,为了找到水流速度放缓的确切证据,科学家采用贝叶斯模型结合来自海底电缆、卫星测高和现场观测40年来的数据,以观察佛罗里达海峡周围水流的运动情况,该结只有 1% 的可能性是随机波动造成的。贝叶斯模型使结果一致表明墨西哥湾流长期减弱,无论分析中包含或省略哪些数据集。人们怀疑,随着地球气候变化,冰盖融化产生的大量寒冷淡水正在涌入海洋,可能导致墨西哥湾暖流减慢甚至完全崩溃,

而在此前的一个研究中,AMOC 也在随着时间的推移而减弱,7月的一项研究中研究人员首次试图确定 AMOC 何时可能停止,有可能是 2025 年至 2095 年之间的任何时间,而相比针对墨西哥湾暖流的监测,人类对其的认识更加有限,自 2004 年以来才通过系泊仪器、海底电缆中的感应电流和卫星表面测量的组合测量进行连续监测。

墨西哥湾暖流和大西洋经向翻转环流充当了全球气候传送带,重新分配热量并影响世界各地的天气模式。这些系统的削弱可能会产生严重影响,例如更加极端的天气条件,包括风暴和热浪的增加以及海洋生态系统的改变。墨西哥湾暖流在调节西欧气候方面的作用可能会受到损害,导致冬季更冷,而AMOC的减弱的影响范围可能超出北大西洋,影响远至印度和南美季风的气候系统外的一系列气候变化,并导致北美东海岸海平面上升,导致洪水和侵蚀加剧并影响海洋生态系统。

不过全球大气环流系统的规模和复杂性,这些相互关系较难以证明,而鉴于人类直接测量海洋系统的时间相对较短,对于洋流的长期运作情况无法完全掌握,这进一步影响人们了解该现象所带来潜在后果的难度。

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