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真實的《明日之後》 — 全球暖化減慢海洋環流

2015/3/31 — 15:30

北大西洋環流 (Atlantic Meridional Overturning Circulation) 圖 紅色箭所示為表面暖流;藍色則是底層較冷水流。
Credit: Stefan Rahmstorf/PIK

北大西洋環流 (Atlantic Meridional Overturning Circulation) 圖 紅色箭所示為表面暖流;藍色則是底層較冷水流。
Credit: Stefan Rahmstorf/PIK

2004 年推出的「災難片」《明日之後 (The Day After Tomorrow) 》,講全球暖化導致極地冰川融化,阻斷北大西洋環流 (Atlantic Meridional Overturning Circulation) ,令地球進入新的冰河世紀,給人類帶來前所未見的災難⋯⋯

《明》片令好多人再次關心全球暖化帶來的災難。當然,該片絕大部份劇情是誇張失實,甚至被評為「十大不符科學事實的科幻片」。

最新刊於《自然》的報告 [1] 就確認,北大西洋環流不單有周期性的變動,更很大可能因格陵蘭融冰,令環流速度減低到 1,100 年來最慢。換句話說,全球暖化減慢全球洋流循環系統,令漁業產量下降,加快海水水位上升,令美洲東北沿岸城市如紐約、波士頓有沒頂的危機。

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什麼是深海環流 (Thermohaline circulation)

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

當赤道較暖的水流經過墨西哥灣暖流 (Gulf Stream),進入北大西洋,愈往高緯度的極地,海洋表面的水流愈會被冷風冷卻,而海陸這種乾濕溫差,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。

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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。

假如環流不斷變弱⋯⋯

過去的研究[2] 顯示,北大西洋環流於 1970 年代顯著減弱,並在 1990 年代加強。除了有周期性的變動, Stefan Rahmstorf 的研究團隊於報告裡提出,格陵蘭過去數十年的融冰,增加了北大西洋海水淡水比例,減低了其海面密度,令從南方暖流帶來的水無法下沉,減弱了環流作為輸送帶的功能。

Rahmstorf 認為,北大西洋環流持續減弱,影響海洋生態,沿岸居民的生活也飽受煎熬。

據估計,全球暖化沒有減慢跡象的話,全球海水水位會因海水受熱膨脹和北極冰川加速融化,將於本世紀上升 1 至 3 尺不等。但各地的上升亦會有所不同,實際造成的影響將難以估計。而早前另一份刊於《自然》報告[3] 就指,北大西洋環流於 2009 至 2010 年的改變經已令美國東北的海水水位上升 5 吋。假如北大西洋環流不斷變弱,會同時減慢加熱次極區環流水流 (subpolar gyre) 。該股寒冷的水流影響著北美與歐洲的天氣模式,至少有一份報告[4] 指,北大西洋環流減弱與歐洲冬天愈來愈冷有關。

在全球暖化持續下,科學家預測本世紀仍然不會出現如《明日之後》的情況[5] 。縱使深海環流是個複雜的系統,人類仍有很多未明的地方,實際情況與模型預測的或有出入,我們亦不知這種周期性變動是否長期趨勢,但是次的研究是個重要的評估,為未來更準確的預測打下基礎。

來源:
Vox, The Atlantic Ocean circulation may already be slowing down. That's not good., 23 March 2015

報告:

  1. Rahmstorf, S., Box, J.E., Feulner, G., & et al. (2015). Exceptional twentieth-century slowdown in Atlantic Ocean overturning circulation. Nature Climate Change (2015), Published online 23 March 2015. doi:10.1038/nclimate2554
  2. Schiermeier, Q. (2013). Oceans under surveillance. Nature 497, 167–168 (09 May 2013). doi:10.1038/497167a
  3. Goddard, P.B., Yin, J.J., Griffies, S.M. & Zhangm S.Q. (2015). An extreme event of sea-level rise along the Northeast coast of North America in 2009–2010. Nature Communications 6, Article number: 6346. doi:10.1038/ncomms7346
  4. Bryden, H.L., King, B.A., McCarthy, G.D. & McDonagh E.L. (2014). Impact of a 30 % reduction in Atlantic meridional overturning during 2009–2010. Ocean Sci. 10, 683–691, 2014. doi:10.5194/os-10-683-2014
  5. National Research Council of the National Academies. (2013). Abrupt Impacts of Climate Change: Anticipating Surprises. Retrieved from http://www.nap.edu/catalog/18373/abrupt-impacts-of-climate-change-anticipating-surprises

文/AC

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