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兩研究再確認:北大西洋環流速度減慢至千年最慢 擔心會加劇氣候變化

2018/4/12 — 14:02

兩份最新刊於《自然》的研究分別以不同方法估量大西洋環流 (Atlantic Meridional Overturning Circulation, AMOC) 過去的速度,同樣確定 AMOC 已減慢至歷史新低。專家指如果情況持續除了會影響美國東岸與西歐氣候,亦會造成漁業的大量經濟損失。

有關北大西洋環流

深海環流 (Thermohaline circulation) 是個依靠海水的溫度和鹽度推動的全球洋流循環系統,AMOC 則是這個全球系統的一部份。

當赤道附近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。其後,這些高密度的海水會從海盆南下前往其他暖洋加熱循環。每一次循環大約為 1,600 年,環流在過程中不單傳送熱能,還會運送地球固態及氣體資源等,對西歐以至全球溫度管理扮演著重要角色。

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第一份研究由美國國家海洋及大氣管理局 (NOAA) 與歐洲多國研究所分析美國東岸和暖天氣,與格陵蘭以南被稱之為 cold blob 的寒冷北大西洋海域出現的關係。團隊發現, AMOC 的強度由 20 世紀中期開始下跌 15% ,每秒傳送的海水少 300 萬立方米,相當於亞馬遜河流量的 15 倍。此前已有研究指,格陵蘭融冰會令北大西洋淡水量增加,鹽度會因此減少,令來自赤道的和暖鹹水無法向下沉,阻礙暖流向北湧入,減低深海環流速度。

格陵蘭以南的北大西洋海域,有一片被稱之為 cold blob 的冷水區(藍色位置)
Credit: NOAA

格陵蘭以南的北大西洋海域,有一片被稱之為 cold blob 的冷水區(藍色位置)
Credit: NOAA

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第二份研究則由倫敦大學學院地質學家 David Thornalley 領導,在美國北卡州 Cape Hatteras 對出海底搜集淤泥樣本,由於這裡有強勁水流,故可了解多年來沖積的泥土成份改變,從而了解水流量變動。團隊結果發現, AMOC 於 150 年來不斷變慢,到現在更是至少千年以來最慢,與 2015 年同樣刊於《自然》的研究結論吻合

雖然兩份研究有類似結論,但亦有其分別:後一份研究指 AMOC 減慢可能由自然原因引起,人為造成的氣候變化未必是幕後主謀。然而,有份參與該研究的學者 Jon Robson 強調, AMOC 最初減慢可能是自然過程,現時人類活動加劇氣候變化,會繼續抑制 AMOC 流動甚至令其變得更弱。

參與首份研究的 NOAA 學者 Vincent Saba 指, AMOC 改變可能已影響美國沿岸,尤其漁業經濟。他舉例緬因灣的捕撈龍蝦業在過去十年因海水變暖而蓬勃起來,但傳統的鱈魚漁業則崩潰。這些變化都來得相對較快,國民未必能夠適應。

除了漁業之外, AMOC 變慢很有可能會令美國東岸水位上升,淹沒一些較低窪地區。另一參與首份研究的學者 Stefan Rahmstorf 指,這是因為正常的 AMOC 會將水流推向西歐,但隨著 AMOC 變弱這些海水會停留累積在美東。此前已有研究顯示,美國東岸的水位曾因 AMOC 變弱而上升 5 吋。

Rahmstorf 更為憂慮的是,氣候變化日益加劇,可能會令變弱的 AMOC 到達臨界點,屆時 AMOC 或會突然完全停止,造成如《明日之後 (The Day After Tomorrow) 》的氣候災難。不過暫時未清楚 AMOC 要到多久才到臨界點,而地球亦曾試過多次出現環流突然停止的情況。

未有參與該兩項研究的德國海洋學家 Marilena Oltmanns 提醒,該兩個研究所使用的數據不同,很有可能測量海洋環流的不同部份,故此得出的結論未必完全正在說同一件事。

直接測量海洋環流的方法在過去約十年才出現,學界並無太多直接數據計算環流速度,故各研究團隊都傾向使用其他較間接數據估算。

來源:
The Washington Post, The oceans’ circulation hasn’t been this sluggish in 1,000 years. That’s bad news., 11 April 2018

報告:

  1. Caesar, L., Rahmstorf, S., Robinson, A. & et al. (2018). Observed fingerprint of a weakening Atlantic Ocean overturning circulation. Nature volume 556, pages 191–196 (2018). doi: 10.1038/s41586-018-0006-5
  2. Thornalley, D.J.R., Oppo, D.W., Ortega, P., Robson, J.I. & et al. (2018). Anomalously weak Labrador Sea convection and Atlantic overturning during the past 150 years. Nature volume 556, pages 227–230 (2018). doi: 10.1038/s41586-018-0007-4

文/Alan Chiu 、審核/

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