大西洋經向翻轉環流真的會崩潰嗎？

周兵

近年來，全球變暖越來越受到人們的重視。在全球變暖的影響下，全球各地都出現了不同程度的極端天氣。這些極端天氣不僅對人類的生產生活造成了極大影響，也對其他生物、地球環境和地球自身運轉產生很大威脅。

哥本哈根大學物理學家彼得·迪特萊夫森（Peter Ditlevsen）和統計學家蘇珊妮·迪特萊夫森（Susanne Ditlevsen）在《自然·通訊》上發表了一項研究，表示在人類持續排放溫室氣體的情況下，地球的大西洋經向翻轉環流（Atlantic Meridional Overturning Circulation， AMOC）——一個攜帶熱帶暖水北向前往北大西洋的巨大洋流系統——可能在21世紀中葉或可能在2025年后的任意時間崩潰，且崩潰時間不晚于 2095 年。

不過，最近一次政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）評估認為，大西洋經向翻轉環流不太可能在 21 世紀完全崩潰。

看到這里，你可能會有疑問，大西洋經向翻轉環流到底是什么？它崩潰了對我們有什么影響？在此我們就來說說大西洋經向翻轉環流的問題。

大西洋經向翻轉環流是什么？

大西洋經向翻轉環流是全球“熱鹽環流”（Thermohaline Circulation）的重要組成部分，也是氣候系統重要的組成部分，其強度變化可直接影響南北半球的熱量分配。

那么，“熱鹽環流”又是什么呢？“熱鹽環流”是洋流的一種，是由于海水不同區域之間密度的差異造成的海流。而海水的密度是由其溫度和鹽度共同決定的，當海面受熱不均勻或者蒸發降水不均勻時，就會使海水的溫度和鹽度發生改變，進而造成海水密度分布不均勻，這樣產生的海流稱為“熱鹽環流”。此外，洋流還有另一種，就是我們中學地理學到的“風生流”，那是由風吹動海水形成的海流。

具體來說，大西洋經向翻轉環流可以將地球低緯度溫暖的表面水傳送到高緯度地區，從而讓這些“溫水”在寒冷的北大西洋深層水區域進行冷卻、滲透，隨后向南返程流動，完成熱量交換。大西洋經向翻轉環流的變化，會對北方海洋的熱量傳輸帶來深遠的影響，因此也會對歐洲和北大西洋地區的氣候帶來一定影響。

大尺度的海洋環流是地球物質和能量再分配的主要方式。高緯度地區冰冷、含鹽量高的海水流向低緯度地區，低緯度的高溫洋流則向高緯度流動，對地球熱量進行再分配。其中，大西洋經向翻轉環流，就將“熱水”送往北大西洋，在調節歐洲及美國氣候方面起著巨大作用。得益于此，歐洲1月平均氣溫要比同緯度的亞洲與北美洲的東海岸高出15℃～20℃。

歐洲每年的風暴將增加、冬季平均氣溫將隨著北大西洋降溫而下降，北美東部的大西洋海平面將上升，已經變成碳源的亞馬遜雨林將面臨更大的危險，南極冰蓋的融化會加快。地球將開啟新的小冰期時代。

大西洋經向翻轉環流崩潰會有哪些影響？

大西洋經向翻轉環流是地球氣候系統中最重要的臨界元素之一。它可能會崩潰這件事，也是人類對氣候最嚴重的憂慮之一，因為這或將對北大西洋地區和全球氣候產生巨大影響。

這種突發氣候變化上一次發生于末次冰期，也是由大西洋經向翻轉環流的崩潰和恢復所致，造成了北半球平均氣溫在10年內發生了10℃～15℃的波動，遠大于現在一個世紀內1.5℃的改變。

最新的研究成果發現，大西洋經向翻轉環流崩塌臨界點可能激活的最小溫升值為1.4℃，估算平均值為4℃，變化范圍在溫升1.4℃～8.0℃，如果溫升超過最大值 8.0℃，大西洋經向翻轉環流將徹底崩塌，是不可逆轉的崩潰。

屆時，北大西洋冬季平均表面溫度將在10年內降低2℃～3℃，歐洲每年的風暴將增加、冬季平均氣溫將隨著北大西洋降溫而下降，北美東部的大西洋海平面將上升，已經變成碳源的亞馬遜雨林將面臨更大的危險，南極冰蓋的融化會加快。地球將開啟新的小冰期時代。

相關研究表明，大西洋經向翻轉環流可能在本世紀中葉或者在2025年后的某個時間崩潰。《后天》這部災難電影就是以大西洋經向翻轉環流被冰川融化阻斷作為情節主線的，看后令人不寒而栗。大西洋經向翻轉環流如果關閉，印度、西非、南美等地將出現一個極為可怕的后果——這些地區的降雨將會中斷，不僅農業可能崩潰，土地甚至可能向干旱荒漠化轉變。這種崩潰可能會引發美國、歐洲和其他地區的天氣和氣候迅速變化。如果發生這種情況，可能會導致美國的波士頓和紐約等城市海平面升高，美國東海岸沿線將出現更猛烈的風暴和颶風。

大西洋經向翻轉環流還有得救嗎？

大西洋經向翻轉環流是使北半球變暖的關鍵，它對全球大氣-海洋熱量向北轉移起到一定作用，可以幫助避免歐洲西北部的氣溫驟降。大西洋經向翻轉環流崩潰這個氣候臨界點可能激活的腳步越來越近，也越來越急促。

目前全球升溫幅度已達1.1℃，而按照這個趨勢，聯合國環境規劃署（UNEP）的結論是升溫2.8℃。正如《2022年排放差距報告》所指出，隨著氣候影響的加劇，地球的窗口期正在關閉——氣候行動進展不足，迫使全社會緊急轉型成為唯一選擇。世界仍未達到巴黎氣候目標，沒有可信的路徑能夠把升溫控制在1.5℃內。只有緊急的全系統轉型才能避免加速的氣候災難，即只有通過電力供應、工業、運輸和建筑部門以及食品和金融系統等采取行動來實現這一轉變，避免最后的窗口期被關閉。

全球目標一致的行動總比喋喋不休的爭論、停滯不前的心態有力量和效果。面對氣候災難的來臨，人類不必驚慌失措。當今人類文明還會堅守兩道防線：科學防線和認知防線。科學理性地告訴人們地球承載力界限需要地球公域管理，需要管理好共同的家園；人類還有清晰的認知，可以依靠知識和科技，做有利于社會經濟的事情。因此，用行動扭轉或延緩氣候臨界點的激活，是捍衛人類文明的一道防線。

除大西洋經向翻轉環流，還有哪些氣候臨界點？

2022年，埃克塞特大學氣候研究員戴維·阿姆斯特朗·麥凱（David Armstrong McKay）等人的研究成果發現，全球氣候臨界點共有16個，其中9個為影響全球的全球性臨界點，7個為可能產生嚴重區域影響的區域性臨界點。全球性臨界點可能會導致全球性的連鎖影響，伴隨著額外的碳排放和更高的海平面上升率；區域性臨界點可能產生嚴重的區域性或地方性影響，如極端溫度、更頻繁的干旱、森林火災和前所未有的天氣等。

麥凱等人逐個對臨界點被觸發所需的氣溫升幅進行了計算，結果發現有5 個臨界點已處于危險區，已經或很快就會被突破。這5個危險的臨界點是格陵蘭冰蓋崩塌、南極西部冰蓋崩塌、北極凍土層崩塌、熱帶珊瑚礁消亡以及拉布拉多海副極地對流崩塌，其中格陵蘭冰蓋崩塌和南極西部冰蓋崩塌的臨界點已經被突破。觸發格陵蘭島冰蓋全面消亡的臨界點是升溫0.8℃，而觸發南極西部冰蓋全面消亡的臨界點是升溫1℃。除了這5個臨界點之外，其余11個臨界點被觸發所需的升溫幅度超過1.5℃，被歸于有可能被激活的臨界點。

可以改變這些“氣候臨界點”嗎？

想要改變目前這些氣候臨界點并不容易，這是因為氣候臨界點有兩個重要特性：不可逆性和難以預測性。

不可逆性指的是全球增暖引起“氣候臨界點”被突破，進一步引發多米諾骨牌式的正反饋效應，可能會將全球的森林、海洋、冰蓋等系統推向不可逆轉的死亡深淵。且躍過臨界點后，氣候變化可能轉為更加陡峭的非線性指數級數變化。到達臨界點的累積時間可能很長，在這個累積時間段，避免觸發臨界點的努力是有意義的，而一旦觸發臨界點，系統可能會很快地翻入壞結果——在臨界點之后，系統會進入新的平衡，但不會再是原來的狀態。

難以預測性是其中更危險的部分——盡管人們知道危險將會來臨，卻無法準確預見臨界點何時到來。這有點像人類學家對于“災難系統”的定義——我們經常能夠預測危險的情況將出現，但是我們卻不能預測災難發生的準確時間。當我們意識到臨界點來臨時，臨界點實際上已經被觸發。你可能會問，在“氣候臨界點”被激活后，邁過“氣候臨界點”的世界將會變成什么樣，我們的回答是“不知道”。

◎ 來源|科普中國