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新研究修訂氣候模型:北大西洋環流或 300 年內崩潰

2017/1/12 — 9:00

2004 年災難片《明日之後 (The Day After Tomorrow) 》雖被影評人評為「十大不符科學事實的科幻片」,但此前已有研究指片中主角北大西洋環流 (Atlantic Meridional Overturning Circulation, AMOC) 確實已因極地冰川融化,速度減至千多年來最慢。

最新刊於 Science Advances 期刊的報告更發現,一旦將學界共識 AMOC 有高度穩定性的假設移除後,再粗略重覆模擬氣候演算, AMOC 會因氣候變化加劇於 300 年內崩潰,令北大西洋海域以至北半球出現大面積冷卻。

什麼是深海環流 (Thermohaline circulation)

AMOC 是深海環流其中一部份,而深海環流是個依靠海水的溫度和鹽度推動的全球洋流循環系統。

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當赤道較暖的水流經過墨西哥灣暖流 (Gulf Stream),進入北大西洋,越流往高緯度的極地,海洋表面的水流越被冷風冷卻,海陸這種乾濕溫差,會將水份子蒸發,海水鹽度會相對上升,令海水密度增加並向下沉。

這些高密度的水其後從海盆南下前往其他的暖洋加熱循環。每一次的循環大約為 1600 年,過程中,環流不單傳送能量(熱能),還會運送地球固態及氣體資源等。不過,深海環流最受人類關注的是始終是其全球恆溫的功能。

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如果系統被打斷,會嚴重影響海洋生態,令漁業產量下降,亦加快海水水位上升,最終影響人類安危。

聖地牙哥加州大學斯克里普斯海洋研究所 (SIO) 的研究團隊採取大氣二氧化碳濃度為 90 年代 355 ppm 兩倍(即 710 ppm)的情境作演算,發現 AMOC 於 300 年後會崩潰,北大西洋水溫急降 2.4°C,北極冰將會擴張;歐洲西北部氣溫更會大跌 7°C ,不過大西洋的熱帶雨帶範圍則會向南延展。

在北大西洋環流 (Atlantic Meridional Overturning Circulation, AMOC) 崩潰後,北大西洋以及鄰近地區的冷凍情況演算圖 (Credit: Wei, L. & et al., 2017)

在北大西洋環流 (Atlantic Meridional Overturning Circulation, AMOC) 崩潰後,北大西洋以及鄰近地區的冷凍情況演算圖 (Credit: Wei, L. & et al., 2017)

而現時全球大氣二氧化碳濃度已突破 400 ppm ,假如人類仍無止境排放溫室氣體,濃度將在世紀末前越過 570 ppm 。

團隊指現有的氣候模型存在系統上的偏差,阻礙學界正確推測未來氣候趨勢,而團隊修訂的模型,是更貼近現實狀況,改變先前 AMOC 崩潰風險不高的共識,有助其他學者更了解區域性以至全球的氣候變化。

此前,IPCC (聯合國跨政府氣候變化委員會) 的第五號報告假設 AMOC 不會崩潰,只會被氣候變化影響而大幅削弱; 其實已有很多氣候學者承認這種假設有偏差,並估計 AMOC 會有崩潰的可能性,但認為 AMOC 能在數個狀態下自行取得平衡。

來源:
Scripps of Institution of Oceanography, Climate Model Suggests Collapse of Atlantic Circulation is Possible, 4 Jan 2017

研究:
Wei, L., Shang-ping, X. & et al. (2017). Overlooked possibility of a collapsed Atlantic Meridional Overturning Circulation in warming climate. Science Advances 04 Jan 2017: Vol. 3, no. 1, e1601666. DOI: 10.1126/sciadv.1601666

文/ac 、審核/tc

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