北大西洋变暖洞，积极的大气反馈和气候影响

自1870年以来，海面温度观测中就出现了北大西洋亚极地持续的降温趋势，即北大西洋暖洞，在人类活动导致的全球变暖迅速的时代，这种趋势持续存在的原因仍然难以捉摸。一项新的通过探索大气如何响应北大西洋暖洞，确定可能放大这种冷却趋势的反馈机制。

什么是北大西洋暖洞？

北大西洋暖洞指的是北大西洋的一个区域，该区域的海表温度相对于周边地区经历了显著而持续的冷却。北大西洋暖洞的冷却不仅对洋流有深远影响，对大气环流和气候变化也有深远影响。

近几十年来，这种冷却异常现象变得更加明显，一些研究人员认为，这可能与大西洋经向翻转环流 的变化有关。

大西洋经向翻转环流是一个重要的海洋环流系统，它将热带地区的暖水输送到北大西洋，在那里冷却下沉，然后返回南方。大西洋经向翻转环流的强度受多种因素影响，包括地表水的温度和盐度。北大西洋暖洞可以通过降低驱动环流的温差来削弱大西洋经向翻转环流。

新的研究发现

一项新的研究通过将观测到的暖洞强加于当今的气候学实验，而在另一个实验中，进行了一项敏感性实验，将暖洞的位置向南移动，以限制其与急流的直接相互作用。

研究发现，急流和地表环流的响应对盆地内北大西洋暖洞的纬度相对不敏感。然而，暖洞的持续性及其通过与大气相互作用的维持取决于其与中纬度急流的距离。北大西洋暖洞可能持续的时间比仅基于启动机制（无论是 AMOC 下降还是其他）的预期时间更长，进而调节 21 世纪北大西洋中纬度环流和北半球中纬度下游的环流。

北大西洋海表温度下降可引发显著的大气响应，进而加剧该地区的降温。北大西洋的降温导致低云层形成增加，这些云层反射阳光，从而进一步减少到达海洋表面的太阳辐射量，从而加剧降温。海洋冷却影响急流和风向，进而改变海洋环流和大气环流，这些变化增强了该地区的冷却条件，特别是通过改变风的强度和方向来影响海洋和大气之间的热交换。

研究发现了一个正反馈回路，大气对北大西洋冷却的反应放大了初始冷却。随着大气条件（如云量和风向变化）的演变，北大西洋的冷却作用不断增强。此外，北大西洋的冷却影响海洋环流，由海洋冷却引起的大气压力系统变化会影响大西洋经向翻转环流的强度和模式，可能会加剧该地区的冷却。

这项研究凸显了涡流在确定中纬度大气对持续海面温度强迫的响应方面的重要性。研究表明，北大西洋暖洞的持续存在可能对全球气候产生更广泛的影响，北大西洋暖洞的持续存在加上大气反馈，可能会进一步削弱大西洋经向翻转环流，从而导致连锁效应。

思考

北大西洋暖洞形成背后的详细机制是什么？大气过程对北大西洋暖洞有何影响？淡水通量对北大西洋暖洞有何影响？

参考文献：Sydney M. Kramer, Kristopher B. Karnauskas, Lei Zhang, Ulla K. Heede & Heng Liu ，A positive atmospheric feedback on the North Atlantic warming hole.  Scientific Reports volume 14, Article number: 29829 (2024) ，doi.s41598-024-80381-7