全球氣溫持續上升之際，格陵蘭島南部大西洋的一片區域正經歷著異常的降溫。這片區域通常被稱為“冷斑”，與大西洋經向翻轉環流（AMOC）這一主要洋流系統的減弱有關，而AMOC在調節地球氣候方面發揮著至關重要的作用。

北大西洋冷斑是指北大西洋的一片海域，NASA的模型顯示，它是地球上少數幾個正在變冷的地區之一。圖片來源：NASA

賓夕法尼亞州立大學領導的研究小組發現，AMOC 的減弱會對海洋和大氣產生影響。他們的研究結果表明，這兩種因素對這一寒冷地區持續存在的貢獻大致相同。

該研究最近發表在《科學進展》雜志上雜志上。

“在過去的一個世紀里，地球大部分地區都在變暖，而北大西洋近極地區域卻一直在持續降溫，”賓夕法尼亞州立大學氣象與大氣科學系助理研究員、該研究的合著者張鵬飛說道。“我們的發現有助于解釋這種所謂的冷斑存在的原因，并揭示未來洋流變化將如何影響氣候系統。”

雖然早期研究主要集中在洋流將暖水輸送到北大西洋的作用上，但賓夕法尼亞州立大學的研究團隊強調了另一個關鍵因素。他們發現，隨著海洋溫度下降，上方的大氣也會變得更冷、更干燥。科學家們表示，這種大氣條件的變化可能會進一步加劇寒潮。

“我們分析了最先進的氣候模型，量化了AMOC對冷斑影響的兩種途徑，”賓夕法尼亞州立大學研究生、該研究的主要作者范一飛說道。“我們發現，大氣的貢獻與海洋運輸本身的貢獻相當，這是以前從未發現過的。”

AMOC將溫暖的咸水從熱帶帶到北大西洋，在那里，海水溫度降低，密度增大，最終下沉。科學家們表示，就像海洋傳送帶一樣，較冷的深層海水向南移動，而溫暖的表層海水則向北移動。

但格陵蘭冰蓋融化導致過多的淡水流入海洋，稀釋了咸咸的海水，使其密度降低、下沉能力下降，從而有可能削弱傳送帶。

“傳統觀點認為，隨著這種大規模環流減弱，海洋熱量輸送將會減少，北極高緯度地區將會變冷，”范教授說道。“但我們發現，這并不是AMOC產生影響的唯一途徑。另一個潛在的貢獻在于冷團如何影響大氣，特別是大氣與海洋之間的耦合。”

較低的海洋表面溫度可以減少大氣中的蒸發和水分。這意味著，例如，水蒸氣（一種可以吸收地球表面輻射熱量的溫室氣體）會減少。

“簡單地說，降低溫室效應會反饋到地表，放大先前存在的冷異常，”范教授說。“從更長的時間尺度來看，這種反饋會使冷異常更加持久。”

研究人員分析了多個先進的全球氣候模型的模擬結果，以探究AMOC與冷斑之間的物理聯系。他們使用了一種名為“部分溫度分解框架”的診斷工具，該框架能夠分解對溫度的不同影響。

科學家表示，這種方法認為大氣反饋比以前認識到的更為重要。

“通常，人們思考這個冷斑出現的原因時，很自然、很直觀的想法是尋找海洋的影響，”賓夕法尼亞州立大學氣象學和大氣科學助理教授、該研究的合著者、范的導師李來芳說道。“我們提出一個問題：為什么AMOC不能通過其他過程影響這個冷斑？我認為這是這項研究的一個哲學創新。”

科學家表示，更好地了解這個獨特的冷斑區域非常重要，因為它可能會對氣候產生影響。

李也是賓夕法尼亞州立大學計算與數據科學研究所的聯合研究員，他表示：“冷團會擾亂大氣急流和風暴活動，因此會對北美和歐洲的極端天氣事件產生影響。”

科學家們表示，他們的研究結果基于氣候模型，這些模型能夠很好地（但并非完美地）反映現實世界。未來需要開展研究，以確認這兩種途徑對冷斑的貢獻程度。

編譯自/scitechdaily