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北大西洋環流失穩定 或停頓崩潰 對全球氣候造成災難後果

在過去的 1 個世紀,大西洋環流 (Atlantic meridional overturning circulation, AMOC) 已經放緩至 1,600 年來最慢。不過,最新刊於《自然氣候變化》的研究更警告, AMOC 已在過去一世紀「幾乎完全失去穩定性」,現時可能已接近完全停頓崩潰,將會對全球造成災難性後果,令大西洋海水水位上升、歐洲和北美的整體降雨量下降,以及南美和非洲的季候風改變,影響農業生產與人民生活環境。

研究指,由於 AMOC 系統的複雜性和未來全球暖化水平的不確定性,使得目前無法預測任何 AMOC 崩潰的日期,可能在十年或幾個世紀之後發生,但 AMOC 的崩潰會產生巨大影響,因此絕不能容許情況發生。

有關 AMOC

AMOC 是全球環流循環系統的一部份,當接近赤道較暖水流經過墨西哥灣暖流 (Gulf Stream) 進入北大西洋,並流往高緯度極地時,海洋表面水流說更會被冷風冷卻,形成海陸乾濕溫差。此現象能蒸發水分子,相對使海水鹽度上升,而海水密度也會增加和下沉。高密度海水再會從海盆南下至其他暖洋加熱循環。每一次循環規時約 1,600 年,此過程不但會將熱能傳送,還可運送地球固態及氣體資源,對西歐地區以及全球溫度管理十分重要。

撰寫研究的德國波茨坦氣候影響研究所研究員 Niklas Boers 指,目前尚不清楚什麼水平的二氧化碳會引發 AMOC 崩潰。因此,唯一要做的就是盡可能降低碳排放量,如人類繼續向大氣中排放二氧化碳, AMOC 崩潰的可能性便愈高。

Boer 在該研究中指,過去 100,000 年的冰芯和其他數據顯示 AMOC 有兩種狀態:一種快速而強大的狀態,如最近幾千年所見,另一種是緩慢而弱的狀態。數據顯示,氣溫升高會使 AMOC 在 10–50 年內可突然切換狀態,而格陵蘭冰蓋淡水的融化正在減緩這一過程。

Boers 用椅子作例來解釋海洋溫度和鹽度的變化如何引致 AMOC 的不穩定性。他指出,推動椅子會改變其位置,但如果所有四隻腳都在地板上,則不會影響其穩定性,相反傾斜椅子推動會改變其位置和穩定性。

8 個獨立的測量,可追溯到 150 年前海水溫度和鹽度數據,能讓 Boers 證明全球暖化確實增加了 AMOC 的不穩定性,而不僅是改變了其流動模式。研究得出的結論指,近幾十年來 AMOC 減慢可能與個去 1 個世紀幾乎完全失去穩定性有關,而且 AMOC 可能接近渡過至弱循環模式。

學界越來越關注不同系统遭受氣候變化影響而出現的臨界點。 Boers 的團隊在 5 月也曾發表報告,指格陵蘭冰蓋的很大部分處於融化邊緣,將會令全球海水水位大幅上升。其他近期研究也表明,亞馬遜雨林現在排放的二氧化碳多於吸收的二氧化碳; 2020 年西伯利亞熱浪亦令強力溫室氣體甲烷 (methane, CH4) 從永久凍土釋出

聯合國跨政府氣候變化委員會 (IPCC) 也將於下周一發布重要報告,預計會闡述氣候危機的惡化狀況。

來源:
The Guardian, Climate crisis: Scientists spot warning signs of Gulf Stream collaps, 6 August 2021

報告:
Boers, N. (2021). Observation-based early-warning signals for a collapse of the Atlantic Meridional Overturning Circulation. Nat. Clim. Chang. 11, 680–688. doi: 10.1038/s41558-021-01097-4

文/Alan Chiu

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