科学家发现大西洋环流可能在约2℃升温下崩溃

一项来自荷兰乌得勒支大学的最新研究发现，大西洋经向翻转环流（AMOC）可能并不存在一个固定的“崩溃温度”。决定这一庞大海洋环流系统能否保持稳定的因素，除了全球最终升温多少之外，全球气温上升的速度同样至关重要。研究显示，如果全球升温非常缓慢，AMOC即使在全球升温5℃的情况下仍可能保持稳定；但如果升温速度足够快，这一环流系统可能在全球升温约2℃时就跨越临界点并迅速减弱。

AMOC是全球气候系统中最重要的海洋环流之一，它将热带地区的暖海水向北输送，同时把较冷的深层海水向南输送，从而重新分配全球热量。这一循环不仅影响大西洋本身，还对全球气候产生重要影响，并帮助西欧维持相对温和的气候。如果AMOC发生崩溃，其强大的现有环流可能在数十年内转变为明显更弱的状态。

科学家长期以来一直怀疑，全球变暖以及极地冰盖融化产生的大量淡水可能使AMOC逐渐接近临界点。但过去的研究通常更加关注最终温度到底达到多少，而此次研究则专门考察了另一个此前容易被忽略的问题：海洋究竟有多少时间来适应不断变化的气候环境。

研究团队利用气候模型进行了两组对照模拟。在第一组模拟中，大气二氧化碳浓度每年增加0.5ppm；在第二组模拟中，二氧化碳浓度以每年2.5ppm的速度增加，后者大致接近当前实际变化速度。研究人员刻意设置了一个远慢于现实情况的升温情景，以便单独观察升温速度本身对AMOC稳定性的影响。

结果显示，两种情景下AMOC的命运存在巨大差异。在缓慢升温的情况下，即使全球平均温度最终比工业化前高出5℃，AMOC仍然能够保持稳定。相比之下，在快速升温情况下，AMOC在全球升温约2℃时就可能发生崩溃。

研究人员解释称，缓慢升温时，整个海洋系统从表层到深层都有足够时间逐渐重新组织，并适应不断变化的温度和盐度条件。但当气候变化速度过快时，海洋自身的调整速度无法跟上环境变化，最终可能使AMOC失去稳定性。

这项研究也为过去不同气候模型得出的AMOC临界温度存在较大差异提供了可能的解释。科学家此前曾试图寻找一个明确的温度阈值，例如全球升温达到某个特定水平后AMOC就必然崩溃，但新的研究表明，这种简单的固定温度标准可能并不存在。

研究团队负责人之一、乌得勒支大学动力海洋学教授Henk Dijkstra表示，在快速升温情况下，海洋没有足够时间完成自身调整，而在缓慢升温情况下，海洋则可以逐步适应新的环境。

研究团队此前在2024年的另一项研究中已经研究过北大西洋融水对AMOC稳定性的影响。当时研究人员发现，如果向北大西洋加入足够多的融水，确实能够将AMOC推过临界阈值。不过，要达到这一效果所需要的融水量大得不符合现实，因此单靠当前极地融水似乎不太可能让AMOC失稳。

随后，研究人员进一步模拟了不同全球变暖情景下AMOC的变化。在中等排放和高排放情景中，模型都预测AMOC可能在2060年前后达到临界状态。当时全球平均升温约为2.5℃，低于过去一些研究认为可能导致AMOC崩溃的约4℃水平。

最新研究则进一步说明，问题可能不仅在于“升温到多少”，还在于“升温有多快”。研究人员估算，AMOC可能存在一个约为每十年升温0.3℃的关键升温速度，而全球目前的升温速度已经正在接近这一水平。

这一发现也与当前国际气候政策中的一个重要概念有关。包括《巴黎协定》在内的气候政策通常重点关注全球最终升温幅度，例如努力将长期升温控制在某一目标之下。但部分气候路径允许出现所谓“超调”，也就是全球气温暂时超过目标，随后再通过未来减排和技术手段降低温度。

对于AMOC而言，研究结果表明，即使未来能够将温度重新降下来，升温过程中究竟以多快的速度跨越这一阶段也可能同样重要。换言之，如果气温在短时间内快速上升，即使最终能够回落，也可能已经给海洋环流系统带来难以逆转的冲击。

研究论文第一作者René van Westen表示，研究结果说明，AMOC并不一定存在一个温度一到达就必然崩溃的固定临界点，其稳定性取决于气候变化的速度。

研究人员将这一过程比作驾驶汽车驶向墙壁。如果车辆正在接近障碍物，最合理的做法是及时转向并踩下刹车；如果始终保持加速，最终就可能来不及改变方向。对于全球气候而言，目前人类仍在以较快速度增加温室气体浓度，因此减缓升温速度可能成为降低AMOC近期崩溃风险的重要因素。

不过，这项研究并不意味着AMOC已经确定会在全球升温2℃时崩溃。研究结果来自气候模型模拟，2℃是特定快速升温情景下模型显示的临界点，而不是一个适用于现实世界所有情况的确定预测。研究真正揭示的是，过去仅以最终温度判断AMOC稳定性的方式可能并不完整，全球气温变化的速度同样需要被纳入评估。

如果未来能够更有效地减缓全球升温速度，研究认为AMOC发生快速崩溃的风险可能随之降低。因此，对于这个维持全球热量输送的重要海洋系统而言，气候变化不仅是一场关于最终温度的竞赛，也是一场关于变化速度的竞争。