研究人员发现变暖导致了小冰期的发生

来自马萨诸塞大学阿默斯特分校的一项新研究为历史气候学、环境史和地球科学中的一个持久问题--“是什么导致了小冰河时期”--提供了一个新答案：变暖。小冰河时期是过去一万年中最冷的时期之一，这段冷却期在北大西洋地区尤为明显。

这场寒流其确切的时间线在学者们当中仍争论不休，但似乎是在600年前左右开始的，它对整个欧洲的作物歉收、饥荒和大流行病都负有责任进而导致了数百万人的痛苦和死亡。到目前为止，导致这种恶劣气候状态的机制仍然没有定论。然而最近发表在《Science Advances》上的一篇新论文给出了带来小冰期的事件的最新情况。令人惊讶的是，冷却似乎是由一个不寻常的温暖事件引发的。

当论文第一作者Francois Lapointe和Raymond Bradley开始仔细检查他们对北大西洋海面温度的3000年重建，其结果于2020年发表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上，他们注意到一些令人惊讶的事情：从13世纪末的非常温暖的条件突然转变为14世纪初的前所未有的寒冷条件也就仅仅20年之后。

Lapointe和Bradley通过利用许多详细的海洋记录发现，在13世纪末，有一个异常强大的暖水北移，在1380年左右达到顶峰。因此，格陵兰岛和北欧海域以南的水域变得比平时温暖得多。“以前没有人认识到这一点，”Lapointe指出。

通常情况下，总是有暖水从热带地区转移到北极地区。这是一个著名的过程，叫做大西洋经向翻转环流(AMOC)，它就像一个行星传送带。通常情况下，来自热带地区的暖水沿着北欧海岸向北流动，当它到达高纬度地区并遇到较冷的北极水域时，它失去热量并变得更加密集，这导致了水在海洋底部下沉。然后这种深水形成的水沿着北美海岸向南流动并继续在世界各地循环。

但在13世纪末，AMOC明显加强，这意味着比平时多得多的暖水向北移动，这反过来又导致了北极冰的快速流失。在13世纪末和14世纪的几十年间，大量的冰被冲到北大西洋，这不仅使北大西洋水域冷却而且还稀释了它们的盐度，最终导致AMOC崩溃。正是这种崩溃引发了大幅降温。

时间快进到我们自己的时代：在1960年代和1980年代之间也看到了AMOC的迅速加强，这跟格陵兰岛上空大气中持续的高气压有关。Lapointe和Bradley认为在小冰河时期之前也发生了同样的大气情况--但什么会引发1380年代的那个持续高压事件呢？

Lapointe发现，答案是在树木中找到的。一旦研究人员将他们的发现跟保存在树木年轮中的放射性碳同位素所揭示的新太阳活动记录相比较，他们发现在13世纪末有异常高的太阳活动记录。这种太阳活动往往会导致格陵兰岛上空的大气压力升高。

与此同时，地球上发生的火山喷发较少，这意味着空气中的火山灰较少。一个“更干净”的大气层意味着地球对太阳输出的变化有更多的反应。Lapointe指出：“因此，高太阳活动对北大西洋大气环流的影响特别强烈。”

Lapointe和Bradley一直在想，在我们这个全球气候变化的时代，这种突然的冷却事件是否会再次发生。他们指出，由于全球变暖，现在的北极海冰要少得多，所以像14世纪初那种涉及海冰运输的事件不太可能发生。“然而，我们确实必须密切关注波弗特海（阿拉斯加北部）淡水的积累，在过去20年里，淡水的积累增加了40%。它向次极地北大西洋的输出可能对海洋环流产生强烈影响。另外，在过去十年中，格陵兰岛上空持续的高压期更加频繁并跟破纪录的冰雪融化有关。气候模型不能可靠地捕捉到这些事件，因此我们可能低估了未来冰原的损失，更多的淡水进入北大西洋并可能会导致AMOC的减弱或崩溃，”Lapointe说道。他们最终得出的结论是--迫切需要解决这些不确定性。