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最新的一項(xiàng)國(guó)際研究指出,對(duì)全球氣候有著重要影響的大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流(AMOC)主要發(fā)生在格陵蘭以東的副極地海域。
圖:OSNAP觀測(cè)系統(tǒng)及其觀測(cè)的北大西洋副極地區(qū)域海洋環(huán)流系統(tǒng)。整個(gè)觀測(cè)系統(tǒng)從加拿大經(jīng)格陵蘭向東直至蘇格蘭,覆蓋拉布拉多海(Labrador Sea),伊爾明厄海(Irminger Sea),冰島海(Iceland Sea),以及羅科爾海槽(Rockall Trough)。圖中紅色代表溫度較高的上層海流,藍(lán)色代表溫度較低的深層海流,淺藍(lán)色代表源自北冰洋的淡水輸出。(圖片來源:OSNAP)
大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流 AMOC是全球海洋環(huán)流的一個(gè)重要組成部分。古氣候研究指出, AMOC減弱或者停止曾使得北半球絕大地區(qū)的氣溫在幾十年甚至更短的時(shí)期內(nèi)急劇下降。氣候模式結(jié)果更是顯示,在全球變暖加劇的情況下,AMOC在未來的幾十年內(nèi)可能會(huì)持續(xù)減弱。因此,海洋環(huán)流的變化將有可能在未來再次造成全球大范圍的氣候驟變。雖然科學(xué)家們對(duì)于AMOC對(duì)全球氣候變化上的深刻影響具有很大程度上的共識(shí),但AMOC的機(jī)制本身仍然是海洋和氣候研究領(lǐng)域亟待解決的核心問題之一。
AMOC作為全球熱量分配的調(diào)節(jié)器,將大西洋低緯度的高溫、高鹽水向北輸送至高緯度寒冷地區(qū)。在位于格陵蘭西側(cè)的拉布拉多海以及位于格陵蘭東側(cè)的北歐海,這些溫度較高的表層海水向大氣釋放熱量,繼而變重下沉,形成大西洋深層水團(tuán),并向南回流到低緯度地區(qū)以及南大洋。長(zhǎng)期以來基于大量模式研究所形成的普遍觀點(diǎn)認(rèn)為,拉布拉多海的深層水團(tuán)形成過程直接決定了AMOC的強(qiáng)弱。也就是說,海洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流主要發(fā)生在拉布拉多海。
來自北大西洋副極地AMOC觀測(cè)項(xiàng)目(OSNAP)的科學(xué)家們?cè)?月1日《Science》上發(fā)表題為“A Sea Change in Our View of Overturning in the Subpolar North Atlantic”的研究文章,對(duì)海洋翻轉(zhuǎn)環(huán)流發(fā)生的具體區(qū)域提出了新的觀點(diǎn)。與傳統(tǒng)觀點(diǎn)不同,該文章指出,AMOC主要發(fā)生在格陵蘭以東的海域,而不是在格陵蘭以西的拉布拉多海?;?1個(gè)月的連續(xù)觀測(cè),OSNAP的結(jié)果表明,從格陵蘭東至蘇格蘭海域的AMOC的強(qiáng)度要比位于拉布拉多海的AMOC強(qiáng)約7倍,并且前者可以解釋整個(gè)副極地地區(qū)海洋翻轉(zhuǎn)環(huán)流88%的變率。盡管近年來位于拉布拉多海的深層水團(tuán)行成過程在明顯增強(qiáng),其對(duì)AMOC強(qiáng)度和變化的直接影響卻似乎比預(yù)想的要弱。
美國(guó)杜克大學(xué)的Dr. Susan Lozier是OSNAP項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人,同時(shí)也是該研究的主要作者,她表示,“為了能夠精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)未來幾年甚至幾十年的全球氣候,我們需要知道海洋翻轉(zhuǎn)環(huán)流發(fā)生的具體地點(diǎn)和其變化的機(jī)制?!?/p>
該研究的合作者之一、英國(guó)南安普頓國(guó)家海洋中心的Dr. Penny Holliday表示,“海洋翻轉(zhuǎn)環(huán)流可以將大量的熱量向北輸運(yùn)到極地和副極地地區(qū),意味著AMOC的任何變化都將影響冰架和北冰洋的海冰。因此,研究AMOC現(xiàn)在以及未來可能發(fā)生的變化至關(guān)重要?!?nbsp;
來自德國(guó)基爾亥姆霍茲海洋研究所的Dr. Johannes Karstensen也是該文章的作者之一,他表示,“雖然拉布拉多海的翻轉(zhuǎn)環(huán)流比預(yù)期的要弱,但觀測(cè)同時(shí)指出該海域在北冰洋向大西洋的淡水輸出方面具有重要作用?!币?yàn)楸北蟮氖軞夂蜃兓挠绊懺絹碓斤@著,“所以在我們相應(yīng)的持續(xù)觀測(cè)將越來越重要?!?/p>
杜克大學(xué)的李非栗博士是該研究的通訊作者之一,他表示:“海洋翻轉(zhuǎn)環(huán)流使得海洋可以吸收由人為因素造成的大氣層中增多的熱量和碳含量,因此具有全球性影響。OSNAP的觀測(cè)將有助于大家進(jìn)一步地了解翻轉(zhuǎn)環(huán)流的運(yùn)行機(jī)制?!彼€介紹說,因?yàn)檠芯拷Y(jié)果只包含了第一期頭21個(gè)月的觀測(cè)數(shù)據(jù),所以還暫時(shí)無法回答AMOC是否已經(jīng)發(fā)生變化的問題。OSNAP第一期另外兩年的數(shù)據(jù)目前正在處理之中,相應(yīng)的研究成果有望于今年下半年公布。
OSNAP項(xiàng)目第一期共5年(2013-2018),總投入3千2百萬美元。OSNAP跨大西洋觀測(cè)系統(tǒng)于2014年夏投入使用。該觀測(cè)系統(tǒng)在西起加拿大東至蘇格蘭的廣大海域共布設(shè)了53個(gè)潛標(biāo),旨在監(jiān)測(cè)該區(qū)域海洋環(huán)流的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu),及相應(yīng)的熱量和淡水輸送。該系統(tǒng)同時(shí)還使用水下無人機(jī)和水下浮標(biāo),對(duì)關(guān)鍵區(qū)域和水團(tuán)進(jìn)行更高時(shí)空分辨率觀測(cè)。OSNAP是一個(gè)大型國(guó)際合作項(xiàng)目,包括了來自7個(gè)國(guó)家16個(gè)海洋研究機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們。
該工作的作者來自以下機(jī)構(gòu)(排名不分先后):杜克大學(xué),英國(guó)南安普頓國(guó)家海洋中心,伍茲霍爾海洋中心,蘇格蘭海洋科學(xué)協(xié)會(huì),荷蘭皇家海洋研究所和烏特勒支大學(xué),加拿大紐芬蘭紀(jì)念大學(xué),德國(guó)基爾亥姆霍茲海洋研究所,加拿大貝德福德海洋研究所,邁阿密大學(xué),牛津大學(xué),加州大學(xué)圣地亞哥分校斯克里普斯海洋研究所,英國(guó)利物浦國(guó)家海洋中心,中國(guó)海洋大學(xué)和青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,法國(guó)國(guó)家科研中心,法國(guó)海洋開發(fā)研究院,利物浦大學(xué)。
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OSNAP項(xiàng)目組網(wǎng)頁
Overturning in the Subpolar North Atlantic Program (www.o-snap.org).
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文章鏈接
“A Sea Change in Our View of Overturning in the Subpolar North Atlantic,” M.S. Lozier*, F. Li*, S. Bacon, F. Bahr, A.S. Bower, S.A. Cunningham, M.F. de Jong, L. de Steur, B. DeYoung, J. Fischer, S.F. Gary, N.J.W. Greenan, N.P. Holliday, A. Houk, L. Houpert, M.E. Inall, W.E. Johns, H.L. Johnson, C. Johnson, J. Karstensen, G. Koman, I.A. Le Bras, X. Lin, N. Mackay, D.P. Marshall, H. Mercier, M. Oltmanns, R.S. Pickart, A.L. Ramsey, D. Rayner, F. Straneo, V. Thierry, D.J. Torres, R.G. Williams, C. Wilson, J. Yang, I. Yashayaev and J. Zhao. Science, vol. 363, 516-521, DOI: 10.1126/science.aau6592.
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部分英文報(bào)道鏈接
“A surprising new picture of ocean circulation could have major consequences for climate science”, by Chris Mooney, The Washington Post, https://www.washingtonpost.com/climate-environment/2019/01/31/surprising-new-picture-ocean-circulation-could-have-major-consequences-climate-science/?utm_term=.4770d7e4de6e.
“Ocean Mixing that Drives Climate Discovered in Surprise Location”, by Seth Borenstein, Associated Press, https://www.csmonitor.com/Environment/2019/0201/Ocean-mixing-that-drives-climate-discovered-in-surprise-location.
“Major Study Uncovers ‘Sea Change’ in World’s Understanding of Atlantic Conveyor Belt”, by Daisy Dunne, CarbonBrief, https://www.carbonbrief.org/major-study-uncovers-sea-change-in-worlds-understanding-of-atlantic-conveyor-belt.
來源:DUNEWS
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