上次间冰期如何影响海洋热传输与翻转环流,为未来气候提供线索
北欧海就像一条巨大的传送带,将温暖的大西洋水向北输送并向大气中释放热量。来自北欧海域的冷海水下沉并向南流动,影响着远远超出其地理边界的天气模式。
在距今十多万年前的最后一次间冰期早期,全球气温比现在更高,冰量较小,海平面明显较高。随着海冰融化,水的盐度和密度发生了改变,并扰乱了正常的洋流,导致整个海洋的环流模式和热量分布发生变化。
UiT 挪威北极大学一项新研究表明,极地气候变暖可能会严重扰乱海洋环流模式。科学家发现,在最后一个间冰期期间,北极淡水外流抑制了北欧海洋的翻转环流和海洋热传输,这种抑制导致了北欧地区的气候变冷,影响了北欧地区的温度和降水模式。
研究过程包括收集和分析了来自挪威海的沉积物芯样本,这些样本包含了过去海冰分布、海面温度和盐度、深海对流以及融水源的信息。通过对这些化学特征的分析,研究人员能够重建过去的海面温度和盐度水平,淡水输入源和深水形成过程。
这项研究不仅为我们理解过去气候变化提供了重要参考,还对预测未来气候变化具有重要意义,特别是在全球变暖和极地冰川融化加剧的背景下。
参考文献:Mohamed M. Ezat, Kirsten Fahl & Tine L. Rasmussen, Arctic freshwater outflow suppressed Nordic Seas overturning and oceanic heat transport during the Last Interglacial. . Nature Communications, 2024 DOI: 10.1038/s41467-024-53401-3
一、什么是间冰期?
间冰期是地质历史中的一个时间段,位于两个冰期之间,分隔开相邻冰期的一段地质时代。在这个时期,地球的冰盖和冰川相对减少,气候较为温暖。简单来说,就是冰河时期里相对温暖的时期。每个间冰期和冰期交替出现,大约每10万年左右,这是由于地球轨道和轴倾角等变化引起的,更像地球的呼吸节奏。
间冰期全球平均气温较高,极地冰盖缩小,由于冰川融化,海平面会上升,温暖的气候为更多的生物提供了生存空间,有利于人类的生存和发展。
我们目前所处的全新世,就是一个间冰期。这个间冰期始于约1.1万年前,一直持续至今。正是因为我们处于一个相对温暖的间冰期,人类文明才得以繁荣发展。通过研究这个时期,我们可以更好地了解地球气候系统的变化规律,为应对未来的气候变化做好准备。
二、北极淡水外流为什么会抑制北欧海洋的翻转环流和海洋热传输?
北极淡水外流对北欧海洋翻转环流和海洋热传输的影响主要源于海水密度的变化。北欧海的翻转环流,本质上是由海水密度差异驱动的。高盐度的海水密度较大,会下沉,从而驱动深海的洋流循环。北极冰川融水以及陆地径流等带来的大量淡水进入北大西洋,会稀释海水的盐度,从而降低海水的密度。密度较小的淡水难以下沉,这就阻碍了深海循环的形成,从而减弱了北欧海的翻转环流。
北欧海的翻转环流是北大西洋经向翻转环流(AMOC)的重要组成部分。AMOC起着将热量从热带地区输送到高纬度地区的作用。当翻转环流减弱时,这种热量输送就会减少,导致北大西洋地区变冷。北欧海翻转环流的减弱会对北半球的气候模式产生深远影响,可能导致欧洲地区气候变冷、降水模式改变等。
北极淡水外流通过降低海水的密度,阻碍了深海循环的形成,从而减弱了北欧海的翻转环流和海洋热传输。这种变化会对区域和全球气候产生显着影响,是当前气候变化研究的热点问题之一。
三、弱化的翻转环流及海洋热传输会导致北欧地区的气候变冷是共性的吗?
这项研究中,北极淡水外流抑制了北欧海洋的翻转环流和海洋热传输,这种抑制导致了北欧地区的气候变冷。但大西洋经向翻转环流(AMOC)的减弱对气候的影响是一个复杂的问题,它并非简单的导致全球变冷。 虽然很多人直觉上认为洋流减弱会带走更少的热量,从而导致气温下降,但实际情况要复杂得多。就像此前的研究,AMOC减弱,北极却变暖了。
为什么会出现“变冷”的观点?在地球历史上,确实存在过大规模的洋流变化导致气候剧烈波动的情况。例如,末次冰期结束时,北大西洋的淡水注入导致AMOC减弱,进而引发了北半球的冷事件。AMOC就像一个巨大的“传送带”,将热量从热带地区输送到高纬度地区。如果这个“传送带”减速,那么高纬度地区接收到的热量就会减少,从而导致气温下降。
实际情况可能更加复杂。AMOC减弱对不同地区的影响是不同的。例如,欧洲西北部可能会变冷,而其他地区可能会变暖。全球气候变化是一个复杂的系统,受到多种因素的影响。除了AMOC,温室气体排放、太阳辐射变化等因素也会对气候产生影响。AMOC减弱可能会触发一系列的反馈机制,进一步影响气候。例如,海冰增多会反射更多的太阳辐射,导致进一步降温。
AMOC减弱对气候的影响是一个非常复杂的问题,它的影响取决于多种因素,包括减弱的程度、持续时间以及其他气候系统的变化。目前,科学家们仍在对AMOC的变化及其对气候的影响进行深入研究。 虽然AMOC减弱可能会导致某些地区的温度下降,但它也可能引发其他更复杂的气候变化。
四、思考
淡水输入对全球其他海洋环流模式的影响如何?不同区域和气候条件下,淡水输入是否会引起类似的环流变化?
未来全球变暖下,北极淡水流出的变化趋势如何?随着全球气温上升,北极冰川融化加速,淡水流出量是否会显著增加?
淡水抑制海洋热传输的长期气候影响是什么?对北欧地区及更广泛的北半球的温度和气候模式有何长期影响?
北极淡水流出对海洋生物多样性的影响?这些变化对海洋生态系统尤其是热带和温带海洋生物的影响是什么?
地质时期不同间冰期和冰期的淡水输入模式有什么差异?通过比较不同间冰期和冰期的数据,是否可以发现淡水输入对气候的不同影响?
这些有趣的问题旨在激发你的思考,助你更深入地理解,希望能为你带来新的启示和帮助~~~
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