最重要洋流可能在30年内崩溃 冰河世纪要来了

如果你与一个气候学家聊起“临界点”，那么多半会听到这样一个词：AMOC。AMOC的全称是“大西洋经向翻转环流”（Atlantic Meridional Overturning Circulation），这是一条巨大的洋流系统，它携带热带温暖的海水向北前往北大西洋，又将北大西洋底层的冷水运向赤道。 

可以说AMOC直接影响着从赤道到北大西洋的热量分配，从而维持着全球气候系统的平衡。在9个可以影响全球的气候临界点中，AMOC的崩溃就是其中之一。 

关于气候临界点，2018年的诺贝尔经济学奖得主威廉·诺德豪斯曾有一个形象的比喻：当一叶漂浮在水面上的小船刚刚开始倾斜、进水的时候，还能维持平衡；但当倾角达到一定程度时，小船就会倾覆——造成小船倾覆的这个倾角就是气候上的“临界点”。一旦跨越，就会导致不可逆转的后果。 

同样，作为堪称最重要的洋流系统之一的AMOC，这条环流也承载了人类关于气候变化最极端的想象。跨越这一临界点的可能后果甚至曾被具象地展示在我们眼前：在2004年上映的电影《后天》中，正是由于AMOC崩溃，北美一夜之间变成了一片冰天雪地，地球再次进入了冰河世纪。

可以松一口气的是，现实中的情况多半不会像电影中那样极端——至少这样的变化不会在一夜之间发生。何况直到不久之前，我们对AMOC的稳定性还相对乐观：在政府间气候变化专门委员会（IPCC）2021年发布的最新评估报告中，有“中等”信心认为在本世纪AMOC不会崩溃。

然而，最近发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的一项研究给出了极为震撼的新预测：本世纪AMOC有95%的可能性会崩溃，最快甚至可能就发生在2年后。

气候纽带

这样紧迫的现实，可能就是两位作者在论文标题中加入了“警告”（warning）一词的原因。

地球上的海洋看似被分隔成了几片，但其实有一条巨大的传送带连通了几乎所有大洋，这条传送带被称为温盐环流，是调控全球气候的关键纽带，而AMOC正是这条纽带的关键部分。

全球温盐环流示意图，图中红色代表较温暖的浅层海水，蓝色代表较冷的深层海水。红色方框中即为AMOC（图片来源：Robert Simmon, NASA）

从赤道出发，AMOC携带着赤道地区温暖的浅层海水向北前往北大西洋，在这里，浅层温暖的海水会被冷却。随着海水变冷、密度增加，这部分海水将会沉入底部，并从深层向南返程流动，如此完成了一场跨越半球的热量交换。

然而问题在于，海水的密度除了受到温度影响，还会受盐度影响（这也是温盐环流这一名称的来源——温度和盐度驱动的海水环流）。随着格陵兰岛的冰盖和冰川不断融化，更多淡水进入北大西洋表层海水，就会使这里的海水密度变低，更难下沉——这也正是我们正在面临的问题。

2018年，两项发表于《自然》（Nature）的研究，分别利用岩芯中的沉积物颗粒和温度标志物评估了AMOC的强度变化。结果显示，AMOC正在随着全球变暖进一步减弱，目前正处于1600年来的最弱水平。显然，人为导致的气候变化正在削弱AMOC这一重要的气候纽带。

小舟将倾

然而削弱与真正的崩溃存在着巨大区别，这关系着是否跨过那个“令小船倾覆”的临界点。

在地球历史上，最近一次的AMOC崩溃事件发生在上个冰期。受AMOC的崩溃和恢复影响，以大约数千年为周期，发生了25次剧烈又快速的气候波动，这被称为Dansgaard-Oeschger 事件（D-O事件）。在一些事件中，北半球的平均气温在十年间变化了10℃~15℃。而作为对比，我们目前经历的气候变化“仅仅”是在一个世纪内变暖了1.5℃。

更多的研究试图预测AMOC崩溃会对如今地球气候造成的影响。这个过程可能会在十几年，甚至几十年间发生，结果将是整个北半球（陆地和海洋）的地表温度大大降低，热量将集中在南大洋和南大西洋，已经在面临高温考验的热带地区，很可能将会加速升温。

同时受到影响的还有主要降雨区，这会导致欧洲、北美和中美洲、北非和中非以及亚洲的降雨量大大减少，而亚马孙、澳大利亚和非洲南部的降雨量则更多。这样堪称颠覆的气候变化将会改变全球粮食和水的供应能力，基础设施也将需要大量投资来适应和应对这些变化。

99.9%的重大风险与1%的可能性

如此看来，新研究带来的消息的确称得上“警告”。研究者利用过去150年北大西洋海水温度数据，找到了他们认为最合理的预警信号：就是北大西洋的表层海水温度——研究者在论文中称其为证明AMOC强度的“指纹”。统计发现，最近北大西洋的海面温度已经出现了明显的异常，这种预警信号的变化幅度已经显著超出了自然变化的范围。

这样的异常可能预示着最终崩溃的发生：气候模式的重建结果显示，如果仍按照目前温室气体排放量的增长速度，AMOC将在 2025-2095年间崩溃，“其确定性高达 95%”。这很可能在 34 年后，即 2057 年发生，为整个人类社会带来重大挑战。

然而，作为一个极为复杂的系统，模拟北大西洋的动态非常困难。而这项新的研究又几乎推翻了此前人们的共识，这使得许多研究者对这一结果产生了一些质疑。

北大西洋海水系统非常复杂，至少存在三个可能的深层海水形成区域（图片来源：Eric S. Taylor/Woods Hole Oceanographic Institution）

“这项研究强调，AMOC正显示出不稳定的迹象，可能表明会发生崩溃，”埃克塞特大学全球系统研究所皇家学会研究教授Andrew Watson（未参与这项研究）评论道，“我不太相信这会是一场灾难性的崩溃……北大西洋是一个复杂的系统，至少有三个可能的深水形成区域。而他们在图中显示的模型是‘中等复杂性’，并且总体上不如IPCC使用的CMIP模型可靠。”

同样，数据的缺乏也在影响我们对这个问题的理解。美国海洋学中心海洋物理和海洋环流主任、首席研究员Penny Holliday（未参与这项研究）也认为，论文中的判断存在一些问题。“研究者使用北大西洋副极地环流的海面温度，来代表AMOC的强度，然而这一有效性仍在受到持续的争论——因为它只是基于模式结果，并没有得到真实世界数据的证明。”尤其考虑到AMOC本身受其他气候因素的自然波动，可能需要数十年的观测结果，才能更准确地预测AMOC的动态，然而“自2004年才开始针对AMOC的连续观测。”

尽管如此，这并不代表我们可以忽略AMOC所面临的严峻局面。正如德国波茨坦大学的Stefan Rahmstorf教授所说：“AMOC的临界点在哪里仍然存在很大的不确定性，但这项新研究进一步证明，它比我们想象的更接近。一项研究提供的证据有限，但如果未来的更多数据给出了相似的结论，我们就必须非常认真地对待这一可能性。尤其是当我们谈论我们真正想要以 99.9% 的确定性排除的风险时。而现在我们甚至不能排除在未来一两年内跨越临界点的可能性。”