所谓的温盐环流输送带——靠近大西洋表面一股强劲的暖水向北流动,而底部则有冷水向南流动——将热量从温暖的赤道地区输送到寒冷的北部,使欧洲保持相对温暖的气候。这个花哨的术语——因一部好莱坞灾难电影和阿尔·戈尔的幻灯片而闻名——实际上只是指墨西哥湾暖流和其他相关洋流。但是,由于这种循环涉及水在整个大西洋表面和以下每一层中沿不同方向流动,因此很难测量。现在,在巴哈马群岛和摩洛哥海岸之间,一条由系泊电缆组成的项链——从海底延伸到海面,在某些地方高达三英里以上——首次揭示了大西洋复杂的运动。
英国南安普顿国家海洋学中心的海洋学家斯图尔特·坎宁安和托斯滕·坎佐领导了一项国际合作,他们对系泊设备进行了沉放和监测,并分析了数据。科学家们通过将系泊设备上的海流仪所显示的数据与海流对佛罗里达州和巴哈马群岛之间一条废弃的电话线的测量以及卫星对地表风的测量进行了比较,从而捕捉到大西洋洋流的变化无常。
坎佐说:“通过我们的系泊设备,我们每15分钟测量一次海流速度、温度、盐度和压力,从中可以得出有意义的[经向翻转环流]强度的每日值。” 他说,这种至关重要的海流“平均强度为19斯维尔德鲁普 [每秒超过50亿加仑],但在一年中变化很大,数值在4到35[斯维尔德鲁普]之间。”
支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过订阅来支持我们屡获殊荣的新闻报道。 通过购买订阅,您将有助于确保关于当今塑造我们世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。
这种大的波动使早先的研究结果受到质疑,这些研究表明,根据研究船的快照式海流测量,这种经向翻转环流 (MOC) 可能正在减缓。随着时间的推移,上层和下层的水流会趋于平衡,但最强的变化来自大西洋的最上层和最深层。天气事件或盐度变化可能导致近地表海流波动并不令人意外,但“为什么我们也会在非常大的深度发现海流波动加剧,这是一个仍然需要调查的开放性问题,”坎佐指出。
洋流的未来,无论是减缓、停止还是逆转(正如几个月的测量中所观察到的),都可能对区域性天气模式产生深远的影响——从欧洲更寒冷的冬天到更温暖的加勒比海(以及由此产生的更温暖的海面温度,从而加剧飓风)。
坎宁安问道:“您是否看到加勒比海的传输速率或热量储存量发生了变化? 我们还不能说我们已经定义了季节周期。”
他指出,这将需要更多年的监测。2005 年和 2006 年的数据已经收集,但尚未进行分析。但是,从 2004 年 3 月到 2005 年 3 月收集和分析的测量结果提供了一个真实的基线,可以用来测试各种地球气候模型,坎宁安说。“[气候模型]是否具有正确的翻转性质及其可变性?”他问道。“在相信他们的预测之前,现在有很多问题需要回答。”
在这些预测中,包括这种大西洋翻转本身正在逐渐减缓,这在监测的早期阶段很难检测到。而且,大西洋并不是地球上唯一拥有如此变化无常的洋流的海洋:一项类似的旨在了解南极洲周围南大洋动态的研究将有助于解释海洋和气候相互作用的复杂性。
但大西洋环流非常重要,它负责地球四分之一的热量传输。因此,澳大利亚联邦科学与工业研究组织的物理学家约翰·丘奇说,这项研究“是向前迈出的一大步”。“想象一下,我们可以在北纬 26 度持续测量整合后的北大西洋翻转,这真是太了不起了。”