以下文章经许可转载自 对话网，这是一个报道最新研究的在线出版物。
超级风暴、突发性气候变化以及被冰冻住的纽约市。这就是好莱坞大片《后天》中对大西洋环流突然停止及其灾难性后果的描述。
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尽管好莱坞的设想有些夸张，但这部2004年的电影提出了一个严肃的问题：如果全球变暖导致对热量从热带到北纬地区至关重要的大西洋经向翻转环流停止，那么气候变化会有多突然和多严重？
在这部电影上映20年后，我们对大西洋环流有了更多的了解。从2004年开始部署在海洋中的仪器显示，大西洋环流在过去二十年中已经明显减缓，可能达到了近千年来最弱的状态。研究还表明，环流已经达到了一个危险的临界点，在过去曾使其陷入急剧的、不可阻挡的衰退，而且随着地球变暖以及冰川和冰盖融化，它可能会再次达到这个临界点。
在一项使用最新一代地球气候模型的新研究中，我们模拟了淡水的流动，直到海洋环流达到临界点。
结果表明，环流在达到临界点后可能会在一个世纪内完全停止，并且它正朝着这个方向发展。如果这种情况发生，北美、亚洲和欧洲部分地区的平均气温将下降几度，并且世界各地的人们将看到严重的连锁反应。
我们还发现了一种基于物理学的早期预警信号，可以提醒世界大西洋环流何时接近其临界点。
海洋的传送带
洋流由风、潮汐和水密度差异驱动。
在大西洋环流中，赤道附近相对温暖和高盐度的表层水流向格陵兰。在它的旅程中，它穿过加勒比海，向上进入墨西哥湾，然后沿着美国东海岸流动，最后穿过大西洋。
这条洋流，也称为墨西哥湾暖流，将热量带到欧洲。当它向北流动并冷却时，水团变得更重。当它到达格陵兰时，它开始下沉并向南流动。格陵兰附近水的下沉会从大西洋的其他地方拉动水，并且循环重复，就像一个传送带。
来自融化的冰川和格陵兰冰盖的过多淡水会稀释海水的盐度，阻止其下沉，并削弱这种海洋传送带。 一个较弱的传送带向北输送的热量更少，也使得更少的高密度水到达格陵兰，这进一步削弱了传送带的强度。一旦达到临界点，它就会迅速停止。
在临界点，气候会发生什么？
人们在20世纪60年代初大西洋环流的过度简化模型中首次注意到了临界点的存在。今天更详细的气候模型表明，在气候变化下，传送带的强度持续减慢。然而，在这些气候模型中，似乎不存在大西洋环流的突然停止。
这就是我们的研究发挥作用的地方。我们使用详细的气候模型进行了一项实验，通过缓慢增加淡水的输入来寻找突然停止的临界点。
我们发现，一旦达到临界点，传送带会在100年内停止。向北的热量传输大大减少，导致突发的气候变化。
结果：北方出现危险的寒冷
当环流停止时，受墨西哥湾暖流影响的地区接收到的热量明显减少。这使得北美和欧洲大陆降温几度。
欧洲的气候比其他地区更受墨西哥湾暖流的影响。在我们的实验中，这意味着该大陆的部分地区每十年变化超过5华氏度（3摄氏度）——远远快于今天每十年约0.36华氏度（0.2摄氏度）的全球变暖。我们发现，挪威部分地区的气温将下降超过36华氏度（20摄氏度）。另一方面，南半球地区将升温几度。
这些温度变化在约100年内发生。这看起来似乎是很长的时间，但在典型气候时间尺度上，它是突然的。
传送带的停止还会影响海平面和降水模式，这会将其他生态系统推向其临界点。例如，亚马逊热带雨林容易受到降水减少的影响。如果其森林生态系统转变为草原，则这种转变会向大气释放碳，并导致有价值的碳汇损失，从而进一步加速气候变化。
大西洋环流在遥远的过去已经显著减缓。在冰期，当覆盖地球大部分地区的冰盖融化时，淡水的涌入减缓了大西洋环流，引发了巨大的气候波动。
那么，我们什么时候会看到这个临界点？
最大的问题——大西洋环流何时会达到临界点——仍然没有答案。观测的历史不够久远，无法提供明确的结果。虽然最近的一项研究表明，传送带正在迅速接近其临界点，可能在几年内达到，但这些统计分析做了一些产生不确定性的假设。
相反，我们能够开发出一种基于物理学的、可观测的早期预警信号，其中涉及大西洋南部边界的盐度输送。一旦达到阈值，临界点可能会在1到40年内出现。
我们的研究得出的气候影响强调了这种突然的传送带崩溃的严重性。温度、海平面和降水变化将严重影响社会，并且气候变化在人类时间尺度上是不可阻挡的。
随着地球变暖，担心极端寒冷似乎有悖常理，但是如果主要的大西洋环流因涌入过多的融水而停止，这就是未来的风险。