洋流正在减缓，可能会产生破坏性影响

在冰冷刺骨的海洋深处，某种巨大得难以想象的东西，以每秒几厘米的速度，沿着它走过了几千年的路径，无情地流动着。密密的暗色河水在世界各地不停地奔流，约占深海总量的40%。它们是巨大的传送带，将热量、氧气、碳和营养物质输送到地球各地，并在全球、区域和地方范围内塑造气候和天气。

但有些事情发生了变化，这些河流似乎正在放缓。不出所料，气候变化可能是罪魁祸首。

令人担忧的是，这种深海机器的减速实际上会加速气候变化，同时也会降低渔业的生产力，而渔业是包括人类在内的许多生物赖以为生的食物。

1990年，当政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布其第一份开创性报告时，气候和海洋之间复杂的相互作用几乎没有被考虑在内，澳大利亚悉尼新南威尔士大学的海洋学家和气候科学家马修·英格兰说。“当时的预测真的很简单，”他说。“他们只是有一个大气，加上一个非常简单的海洋，没有动力。”有点像浴缸，他说。众所周知，海洋可以吸收二氧化碳和热量，但除此之外，海洋和气候之间的相互作用被简单化了。

从那时起，海洋科学已经取得了长足的进步，并对这些全球海洋传送带在塑造气候方面所起的关键作用有了详细的了解。

水像风一样在三维空间中移动；澳大利亚墨尔本莫纳什大学的海岸海洋学家Ruth Reef说：“我们有从左到右的洋流，也有上上下下的洋流。”

水的水平运动是由于风的阻力。“当风吹过海洋时，它会把海洋也拖走，”Reef说。垂直运动是水密度变化的结果。在两极，当含盐的海水冻结成淡水冰时，剩余水中的盐浓度增加，使其密度增加，因此下沉。

这就是传送带引擎的开始。这些数以万亿吨计的密度大、温度高的水下降到极地地区的最深处，然后通过深处向热带地区移动。在那里，水上升并变暖，而那些较温暖的水流–如海湾流，自西向东穿过北大西洋，维持英国相对温和的冬季–在太平洋、印度洋和大西洋周围循环，释放热量、氧气和营养物质，吸收二氧化碳，然后再回到极地，循环再次开始。

通过形成所谓的南极底层水，南极是这种翻转循环的最强大引擎。但是这台发动机出问题了。

英国南安普顿大学(University of Southampton)的物理海洋学家和气候科学家凯瑟琳·冈恩(Kathryn Gunn)说：“我们发现，倾覆环流的深层部分正在放缓，到达深海的氧气量正在减少。”她和她的同事一直在评估南极底部水的形成是如何变化的。在最近发表的一项研究中，他们测量了氧气水平，作为冷水运动的代表(因为冷水比温水携带更多的溶解氧)，他们观察了罗斯海和澳大利亚南极盆地边界的南极大陆架的一个特定部分。他们的研究结果表明，从1994年到2017年，这种降至海底的冷、咸、富氧水的体积下降了28%。

这种减缓的可能原因是全球变暖，这导致南极冰以更快的速度融化。“来自南极洲周围的融水使海水更新鲜，密度更低，因此不太可能下沉，”冈恩说。“这就阻止了倾覆的循环。”

如果这听起来有点熟悉，那是因为好莱坞早在2004年就开始讲述这个故事，根据1999年的小说《即将到来的全球超级风暴》改编的大片《后天》。其前提是北大西洋的海洋环流——被称为大西洋经向翻转环流——突然停止，使北半球几乎在一夜之间进入一个新的冰河期。

虽然这部电影是虚构的，而且高度戏剧化，但英格兰并没有太过批评它。不过全球冰冻的情景并不是让他夜不能寐的原因。是海平面上升。他和冈恩在研究中考察的南极洲地区似乎比其他地区变暖得更快。这是一个问题，因为那里有大量的冰，对陆地的控制力很弱。

英格兰说：“这种在南极洲周围形成冷咸水的机制对它后面的冰来说有点像一个保护罩。南极洲西部周围的冰架已经更多地暴露在环绕南极洲的海流中，因为它从南极洲的主要部分伸出来了。”英格兰说：“我所担心的是，这种让南极边缘保持寒冷和冰冷的机制停止了。如果温暖的海水侵入南极洲的边缘，附着在大陆上的冰可能会失去对陆地的控制，并塌陷到海洋中。这对海平面的影响是灾难性的，可能会上升3米以上。”

对全球和区域气候也有潜在的连锁反应。一种担忧是，南极翻转环流的减缓可能会导致北半球AMOC的减缓，或者与之相对应。英格兰说，有证据表明AMOC环流已经减缓了大约10%到15%，尽管关于这种减缓是否是由于洋流的自然变化还有一些争论。

位于英国剑桥的英国南极调查局的物理海洋学家周申杰（Shenjie Zhou）说，这可能会对英国和西欧产生重大影响。周说：“如果AMOC减慢，传递到英国的热量就会减少，这将导致冬季的天气更加恶劣。”

这只是一个例子，但经济放缓对地区气候的影响并不总是那么明确。例如，在澳大利亚，厄尔尼诺和拉尼娜等系统可能会对区域天气造成更严重的影响，预计这些系统将随着气候变化而加剧，带来更严重的干旱、热浪和洪水。

也可能有一些冷却效应，就像《后天》中戏剧化的那样。“对于北大西洋来说，我们现在有一个局部的冷团，人们说，‘嘿，看，北大西洋正在减速，’”英格兰说。但他说，这些区域性的寒冷效应可能会被全球气温上升所淹没。

这也取决于南极板块和大西洋板块的相互作用。英格兰说，模型表明，如果AMOC比南极洋流更慢，那么它可能会将通常位于赤道以北的巨大雨带向南移动约5度纬度。但是如果AMOC洋流的变化被南极的变化抵消了，那么这个降雨带就会保持在原来的位置。

另一个担忧是，这种全球传送带的减少可能会加速全球变暖。周说：“南极翻转环流在吸收热量和吸收大气中的碳方面起着重要作用。”传送带本质上是捕获热量和碳，并将其储存在海洋深处，这些水需要数百年才能完成循环并返回表面。当洋流变慢时，它会减缓地表对热量和二氧化碳的吸收，也会减缓深层热量和二氧化碳的消散。

这对食品安全也有潜在的影响，因为这些深海洋流将漂到海底的营养物质转移到海洋表面。在这些上升流发生的地方，有大量的海洋生物以这些营养物质为食，这反过来又维持了重要的商业渔业。

问题很复杂，但解决办法很简单：停止全球变暖。英格兰说：“如果不减少排放，我们就无法阻止这种情况。没有办法通过地球工程来解决这个问题。”但扭转这些变化的机会之窗正在迅速缩小，英格兰不确定我们是否能成功。他表示：“如果采取严厉措施，我们或许可以阻止经济放缓演变成全面崩溃。但这是相当紧张的。”