周兵

近年來，全球變暖越來越受到人們的重視。在全球變暖的影響下，全球各地都出現(xiàn)了不同程度的極端天氣。這些極端天氣不僅對人類的生產(chǎn)生活造成了極大影響，也對其他生物、地球環(huán)境和地球自身運轉(zhuǎn)產(chǎn)生很大威脅。

哥本哈根大學物理學家彼得·迪特萊夫森（Peter Ditlevsen）和統(tǒng)計學家蘇珊妮·迪特萊夫森（Susanne Ditlevsen）在《自然·通訊》上發(fā)表了一項研究，表示在人類持續(xù)排放溫室氣體的情況下，地球的大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流（Atlantic Meridional Overturning Circulation， AMOC）——一個攜帶熱帶暖水北向前往北大西洋的巨大洋流系統(tǒng)——可能在21世紀中葉或可能在2025年后的任意時間崩潰，且崩潰時間不晚于 2095 年。

不過，最近一次政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）評估認為，大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流不太可能在 21 世紀完全崩潰。

看到這里，你可能會有疑問，大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流到底是什么？它崩潰了對我們有什么影響？在此我們就來說說大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流的問題。

大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流是什么？

大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流是全球“熱鹽環(huán)流”（Thermohaline Circulation）的重要組成部分，也是氣候系統(tǒng)重要的組成部分，其強度變化可直接影響南北半球的熱量分配。

那么，“熱鹽環(huán)流”又是什么呢？“熱鹽環(huán)流”是洋流的一種，是由于海水不同區(qū)域之間密度的差異造成的海流。而海水的密度是由其溫度和鹽度共同決定的，當海面受熱不均勻或者蒸發(fā)降水不均勻時，就會使海水的溫度和鹽度發(fā)生改變，進而造成海水密度分布不均勻，這樣產(chǎn)生的海流稱為“熱鹽環(huán)流”。此外，洋流還有另一種，就是我們中學地理學到的“風生流”，那是由風吹動海水形成的海流。

具體來說，大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流可以將地球低緯度溫暖的表面水傳送到高緯度地區(qū)，從而讓這些“溫水”在寒冷的北大西洋深層水區(qū)域進行冷卻、滲透，隨后向南返程流動，完成熱量交換。大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流的變化，會對北方海洋的熱量傳輸帶來深遠的影響，因此也會對歐洲和北大西洋地區(qū)的氣候帶來一定影響。

大尺度的海洋環(huán)流是地球物質(zhì)和能量再分配的主要方式。高緯度地區(qū)冰冷、含鹽量高的海水流向低緯度地區(qū)，低緯度的高溫洋流則向高緯度流動，對地球熱量進行再分配。其中，大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流，就將“熱水”送往北大西洋，在調(diào)節(jié)歐洲及美國氣候方面起著巨大作用。得益于此，歐洲1月平均氣溫要比同緯度的亞洲與北美洲的東海岸高出15℃～20℃。

歐洲每年的風暴將增加、冬季平均氣溫將隨著北大西洋降溫而下降，北美東部的大西洋海平面將上升，已經(jīng)變成碳源的亞馬遜雨林將面臨更大的危險，南極冰蓋的融化會加快。地球?qū)㈤_啟新的小冰期時代。

大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流崩潰會有哪些影響？

大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流是地球氣候系統(tǒng)中最重要的臨界元素之一。它可能會崩潰這件事，也是人類對氣候最嚴重的憂慮之一，因為這或?qū)Ρ贝笪餮蟮貐^(qū)和全球氣候產(chǎn)生巨大影響。

這種突發(fā)氣候變化上一次發(fā)生于末次冰期，也是由大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流的崩潰和恢復(fù)所致，造成了北半球平均氣溫在10年內(nèi)發(fā)生了10℃～15℃的波動，遠大于現(xiàn)在一個世紀內(nèi)1.5℃的改變。

最新的研究成果發(fā)現(xiàn)，大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流崩塌臨界點可能激活的最小溫升值為1.4℃，估算平均值為4℃，變化范圍在溫升1.4℃～8.0℃，如果溫升超過最大值 8.0℃，大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流將徹底崩塌，是不可逆轉(zhuǎn)的崩潰。

屆時，北大西洋冬季平均表面溫度將在10年內(nèi)降低2℃～3℃，歐洲每年的風暴將增加、冬季平均氣溫將隨著北大西洋降溫而下降，北美東部的大西洋海平面將上升，已經(jīng)變成碳源的亞馬遜雨林將面臨更大的危險，南極冰蓋的融化會加快。地球?qū)㈤_啟新的小冰期時代。

相關(guān)研究表明，大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流可能在本世紀中葉或者在2025年后的某個時間崩潰。《后天》這部災(zāi)難電影就是以大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流被冰川融化阻斷作為情節(jié)主線的，看后令人不寒而栗。大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流如果關(guān)閉，印度、西非、南美等地將出現(xiàn)一個極為可怕的后果——這些地區(qū)的降雨將會中斷，不僅農(nóng)業(yè)可能崩潰，土地甚至可能向干旱荒漠化轉(zhuǎn)變。這種崩潰可能會引發(fā)美國、歐洲和其他地區(qū)的天氣和氣候迅速變化。如果發(fā)生這種情況，可能會導(dǎo)致美國的波士頓和紐約等城市海平面升高，美國東海岸沿線將出現(xiàn)更猛烈的風暴和颶風。

大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流還有得救嗎？

大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流是使北半球變暖的關(guān)鍵，它對全球大氣-海洋熱量向北轉(zhuǎn)移起到一定作用，可以幫助避免歐洲西北部的氣溫驟降。大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流崩潰這個氣候臨界點可能激活的腳步越來越近，也越來越急促。

目前全球升溫幅度已達1.1℃，而按照這個趨勢，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）的結(jié)論是升溫2.8℃。正如《2022年排放差距報告》所指出，隨著氣候影響的加劇，地球的窗口期正在關(guān)閉——氣候行動進展不足，迫使全社會緊急轉(zhuǎn)型成為唯一選擇。世界仍未達到巴黎氣候目標，沒有可信的路徑能夠把升溫控制在1.5℃內(nèi)。只有緊急的全系統(tǒng)轉(zhuǎn)型才能避免加速的氣候災(zāi)難，即只有通過電力供應(yīng)、工業(yè)、運輸和建筑部門以及食品和金融系統(tǒng)等采取行動來實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變，避免最后的窗口期被關(guān)閉。

全球目標一致的行動總比喋喋不休的爭論、停滯不前的心態(tài)有力量和效果。面對氣候災(zāi)難的來臨，人類不必驚慌失措。當今人類文明還會堅守兩道防線：科學防線和認知防線。科學理性地告訴人們地球承載力界限需要地球公域管理，需要管理好共同的家園；人類還有清晰的認知，可以依靠知識和科技，做有利于社會經(jīng)濟的事情。因此，用行動扭轉(zhuǎn)或延緩氣候臨界點的激活，是捍衛(wèi)人類文明的一道防線。

除大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流，還有哪些氣候臨界點？

2022年，?？巳卮髮W氣候研究員戴維·阿姆斯特朗·麥凱（David Armstrong McKay）等人的研究成果發(fā)現(xiàn)，全球氣候臨界點共有16個，其中9個為影響全球的全球性臨界點，7個為可能產(chǎn)生嚴重區(qū)域影響的區(qū)域性臨界點。全球性臨界點可能會導(dǎo)致全球性的連鎖影響，伴隨著額外的碳排放和更高的海平面上升率；區(qū)域性臨界點可能產(chǎn)生嚴重的區(qū)域性或地方性影響，如極端溫度、更頻繁的干旱、森林火災(zāi)和前所未有的天氣等。

麥凱等人逐個對臨界點被觸發(fā)所需的氣溫升幅進行了計算，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有5 個臨界點已處于危險區(qū)，已經(jīng)或很快就會被突破。這5個危險的臨界點是格陵蘭冰蓋崩塌、南極西部冰蓋崩塌、北極凍土層崩塌、熱帶珊瑚礁消亡以及拉布拉多海副極地對流崩塌，其中格陵蘭冰蓋崩塌和南極西部冰蓋崩塌的臨界點已經(jīng)被突破。觸發(fā)格陵蘭島冰蓋全面消亡的臨界點是升溫0.8℃，而觸發(fā)南極西部冰蓋全面消亡的臨界點是升溫1℃。除了這5個臨界點之外，其余11個臨界點被觸發(fā)所需的升溫幅度超過1.5℃，被歸于有可能被激活的臨界點。

可以改變這些“氣候臨界點”嗎？

想要改變目前這些氣候臨界點并不容易，這是因為氣候臨界點有兩個重要特性：不可逆性和難以預(yù)測性。

不可逆性指的是全球增暖引起“氣候臨界點”被突破，進一步引發(fā)多米諾骨牌式的正反饋效應(yīng)，可能會將全球的森林、海洋、冰蓋等系統(tǒng)推向不可逆轉(zhuǎn)的死亡深淵。且躍過臨界點后，氣候變化可能轉(zhuǎn)為更加陡峭的非線性指數(shù)級數(shù)變化。到達臨界點的累積時間可能很長，在這個累積時間段，避免觸發(fā)臨界點的努力是有意義的，而一旦觸發(fā)臨界點，系統(tǒng)可能會很快地翻入壞結(jié)果——在臨界點之后，系統(tǒng)會進入新的平衡，但不會再是原來的狀態(tài)。

難以預(yù)測性是其中更危險的部分——盡管人們知道危險將會來臨，卻無法準確預(yù)見臨界點何時到來。這有點像人類學家對于“災(zāi)難系統(tǒng)”的定義——我們經(jīng)常能夠預(yù)測危險的情況將出現(xiàn)，但是我們卻不能預(yù)測災(zāi)難發(fā)生的準確時間。當我們意識到臨界點來臨時，臨界點實際上已經(jīng)被觸發(fā)。你可能會問，在“氣候臨界點”被激活后，邁過“氣候臨界點”的世界將會變成什么樣，我們的回答是“不知道”。

◎ 來源|科普中國