研究人员揭开北大西洋“冷斑”之谜

全球气温持续上升之际，格陵兰岛南部大西洋的一片区域正经历着异常的降温。这片区域通常被称为“冷斑”，与大西洋经向翻转环流（AMOC）这一主要洋流系统的减弱有关，而AMOC在调节地球气候方面发挥着至关重要的作用。

北大西洋冷斑是指北大西洋的一片海域，NASA的模型显示，它是地球上少数几个正在变冷的地区之一。图片来源：NASA

宾夕法尼亚州立大学领导的研究小组发现，AMOC 的减弱会对海洋和大气产生影响。他们的研究结果表明，这两种因素对这一寒冷地区持续存在的贡献大致相同。

该研究最近发表在《科学进展》杂志上杂志上。

“在过去的一个世纪里，地球大部分地区都在变暖，而北大西洋近极地区域却一直在持续降温，”宾夕法尼亚州立大学气象与大气科学系助理研究员、该研究的合著者张鹏飞说道。“我们的发现有助于解释这种所谓的冷斑存在的原因，并揭示未来洋流变化将如何影响气候系统。”

虽然早期研究主要集中在洋流将暖水输送到北大西洋的作用上，但宾夕法尼亚州立大学的研究团队强调了另一个关键因素。他们发现，随着海洋温度下降，上方的大气也会变得更冷、更干燥。科学家们表示，这种大气条件的变化可能会进一步加剧寒潮。

“我们分析了最先进的气候模型，量化了AMOC对冷斑影响的两种途径，”宾夕法尼亚州立大学研究生、该研究的主要作者范一飞说道。“我们发现，大气的贡献与海洋运输本身的贡献相当，这是以前从未发现过的。”

AMOC将温暖的咸水从热带带到北大西洋，在那里，海水温度降低，密度增大，最终下沉。科学家们表示，就像海洋传送带一样，较冷的深层海水向南移动，而温暖的表层海水则向北移动。

但格陵兰冰盖融化导致过多的淡水流入海洋，稀释了咸咸的海水，使其密度降低、下沉能力下降，从而有可能削弱传送带。

“传统观点认为，随着这种大规模环流减弱，海洋热量输送将会减少，北极高纬度地区将会变冷，”范教授说道。“但我们发现，这并不是AMOC产生影响的唯一途径。另一个潜在的贡献在于冷团如何影响大气，特别是大气与海洋之间的耦合。”

较低的海洋表面温度可以减少大气中的蒸发和水分。这意味着，例如，水蒸气（一种可以吸收地球表面辐射热量的温室气体）会减少。

“简单地说，降低温室效应会反馈到地表，放大先前存在的冷异常，”范教授说。“从更长的时间尺度来看，这种反馈会使冷异常更加持久。”

研究人员分析了多个先进的全球气候模型的模拟结果，以探究AMOC与冷斑之间的物理联系。他们使用了一种名为“部分温度分解框架”的诊断工具，该框架能够分解对温度的不同影响。

科学家表示，这种方法认为大气反馈比以前认识到的更为重要。

“通常，人们思考这个冷斑出现的原因时，很自然、很直观的想法是寻找海洋的影响，”宾夕法尼亚州立大学气象学和大气科学助理教授、该研究的合著者、范的导师李来芳说道。“我们提出一个问题：为什么AMOC不能通过其他过程影响这个冷斑？我认为这是这项研究的一个哲学创新。”

科学家表示，更好地了解这个独特的冷斑区域非常重要，因为它可能会对气候产生影响。

李也是宾夕法尼亚州立大学计算与数据科学研究所的联合研究员，他表示：“冷团会扰乱大气急流和风暴活动，因此会对北美和欧洲的极端天气事件产生影响。”

科学家们表示，他们的研究结果基于气候模型，这些模型能够很好地（但并非完美地）反映现实世界。未来需要开展研究，以确认这两种途径对冷斑的贡献程度。

编译自/scitechdaily