论文部分内容阅读
于2009年12月7日~12月18日在丹麦首都哥本哈根召开的世界气候大会,全称为《联合尉气候变化框架公约》第15次缔约方会议暨《京都议定书》第5次缔约方会议。会上有关々家的专题演讲指出:全球气候持续反常变化,已导致格陵兰岛卜的河流流量增加,冰川崩裂速度加快。如果冰川崩裂阻止了北大西洋洋流,其后果将是灾难性的。而且前一些令人吃惊的发现表明,比大西洋洋流已经在减速。欧洲的“中央供暖系统”电将崩溃,从而在全世界造成气候灾难,甚至也会把我们的生活搞得一团糟,是不是这样?
令人忧虑的答案
北大西洋洋流是影响全球气候的海洋环流系统中的关键一环。一些海洋学家2008年年底称,北大西洋洋流的流速突然令人震惊地放缓。其流速放缓可能使南亚出现饥荒,破坏亚马孙地区的雨林,使地球突然进人小冰川期。 然而,如果你住在欧洲的话,还用不着马上订购雪地车。许多气候学家并不同意上述结论。海洋环流的变化会把我们的生活搞得一团糟吗?这会不会是一个我们的子孙后代才必须应付的问题? 其实,这一关键问题的答案无法确定,因为我们对洋流活动的了解还很不够。世界各大洋是由洋流系统连接在一起的。洋流系统被称为全球传送带,其表层水流温暖,下层水流寒冷。这条传送带的驱动力是风以及一个被称为热盐环流的更为复杂的作用过程——令气候学家感到忧虑的正是这个过程。
神奇的热盐环流
顾名思义,热盐环流靠的就是热和盐。墨西哥湾流的支流与北大西洋暖流一路流至格陵兰岛和挪威附近的海域,其蒸发作用使暖流的含盐量升高。因此,在被北极地区的寒风冷却后,密度大于下层海水的暖流水体就开始下沉,并向南溢过格陵兰岛和苏格兰之间的海下暗礁,形成一条寒冷而流速缓慢的海底水流——北大西洋深层水。北大西洋深层水向南一直流到南大西洋——有一部分还流到印度洋,并再次逐渐上升。从下沉到再次上升也许需要跨越1000年时间。
下沉过程是其中的薄弱环节。气候变化导致格陵兰岛上的河流流量增加,冰川崩裂速度加快,北冰洋获得的淡水越来越多。这些淡水稀释了北大西洋暖流,使它的密度减小,浮力增大。如果淡水输入量达到每秒10万吨这一临界点,下沉将完全停止。传送带的北段将停止工作,温暖的热带水流将不再经过欧洲西海岸。
“新仙女木寒流”会重新吗?
气候模型显示,这一规模达10亿兆瓦的热量供应一旦停止,该地区的气温将下降5℃~10℃,美国和加拿大的部分地区也将受到影响。例如:1.2万年前将斯堪的纳维亚半岛变为冻原的“新仙女木寒流”就是由这种热供应停止现象造成的。
这种现象即将再度出现吗?就职于英国南安普敦国家海洋学中心的哈里·布赖登在大会上报告:2008年12月唤醒了萦绕在人们心头的这种恐惧。他的研究小组驾船从佛罗里达驶向北非沿岸,在沿途120个地点停船,将一包仪器投入海底。研究人员将他们得出的结果与此前的一些测量数值进行了比较。据他们分析,海洋环流中的北大西洋深层水已经减弱了30%。他们推断说,如果这一南向寒流的流速已经减慢,那么北向暖流的流速必定也已减慢。 事实上,流速减慢似乎在将近10年前就已开始:美国国家海洋和大气管理局曾于1998年对大西洋进行过类似勘测,当时它感兴趣的是二氧化碳水平,因此并没有对流速进行计算。布赖登领导的研究小组发现,大西洋的流速在1957年~1992年间相对稳定,在1998年前有所减慢,此后一直维持在较低水平。
全球农业将受重击
对欧洲来说,大西洋洋流速度减慢或者热供应停止的时间非常关键。如果这种现象很快出现,天气肯定会变得寒冷。平均气温将下降大约5℃,冬季的气候将像纽芬兰一样恶劣,在最冷的年份,泰晤士河河面上将会结冰。即使在暖和一些的年份,农业也将受到沉重打击。
在另一方面,如果洋流在21世纪后期前能保持相对稳定,热供应停止的冷却效果将有助于中和气候变暖的影响。气候的其他方面可能发生剧烈变化——北大西洋的海平面将以较快速度上升,但欧洲人在很大程度上可能得以逃过在其他地区发生的变暖现象。
然而,他们的后裔可能需要使用雪地车。如果温室气体真的降到工业化以前的水平,世界再次冷却下来,在海洋环流重新开始前可能会有一段长达千年的间隔期,因此,欧洲农业将面临严寒期。
在21世纪,世界上其他地区将面临比欧洲更为严峻的后果。热盐环流速度放缓将使从南半球向北半球转移的热量减少,使地球的“热赤道南移”。位于英国埃克塞特的哈德利气候预测与研究中心的理查德·伍德说:“会给我们带来沉重打击的一个问题是,全世界的降雨模式将发生剧烈变化。”
他在切断一个气候模型中的热盐环流时发现,印度的季风雨减弱了,中美洲和南美洲部分地区的降雨量减少了一半。伍德说:“这将对那些地区的气候产生重大影响。”据他预测,印度部分地区的农业产量将下降30%。那么在美洲地区呢?他说:“如果没有降雨,雨林将会逐渐消失。”虽然这一切都是基于热盐环流马上停止这一气候学家认为不太可能成为现实的假设,但即使环流在一段时间后才开始慢慢减速,这也将使降雨模式发生重大改变。
2004年,巴西遭到了南大西洋地区有史以来第一场飓风的侵袭;预计在2010年后,巴西等国和地区还会频繁出现可怕的飓风灾难,这可能是海面温度升高的后果。环流减速是否也是飓风的成因之一?宾夕法尼亚州州立大学的迈克尔·曼说:“从理论上讲是有可能的。但我认为,将任何观察到的变化都与热盐环流联系起来过于草率。这可能只是一个偶然现象。当然,我们人类最希望这只是一种偶然现象。但其实不然!”
科学检测远远不够
虽然热盐环流停止对气候的确切影响还不清楚,但它会在海面下造成重大破坏却是毫无疑问的,因为上升流为海洋食物链的基础——浮游植物群落提供了重要养分。2008年英联邦气候研究院的一项研究成果预测,如果大西洋热盐环流停止的话,世界各大洋的生产能力将下降1/5。
该研究院的专家指出:还不止这些——目前,海洋大量吸收了进入大气的过量二氧化碳。然而,如果热盐环流停止,表层水体很快就会饱和,温室气体的积累速度将变得更快。因此,大西洋的确切情况关系着众多问题。以布赖登为首的一些英国研究人员已经开始了前所未有的监测北大西洋洋流的努力。利用源源不断的来自大西洋的测量结果,从而为区分短期波动和长期趋势提供了可能。布赖登说:“我希望,我们最终能够得到10年的测量结果。”
但是,对某一大洋的某一横截面进行监测也许还不够,气候变化已开始造成全球性灾难。马萨诸塞理工学院的物理海洋学家卡尔·温施提醒说:“人们总是对北大西洋念念不忘,但北大西洋只占地球海洋总面积的1/10。许多专家忽视了其他海洋与区域的这些危险。例如,南极周围某些海域的水体下沉也有助于推动全球海洋环流。”
澳大利亚霍巴特的海洋学家史蒂夫·林陶尔也指出说: “最近有研究论文开始指出,南大西洋也在发生变化。”例如,有一些研究成果显示,南极地区某些海域水体中的含盐量正在下降。但人们对南大西洋的了解比对北大西洋的了解更少。温施说:“我们必须从全球角度无限期地观察这一系统。”
令人忧虑的答案
北大西洋洋流是影响全球气候的海洋环流系统中的关键一环。一些海洋学家2008年年底称,北大西洋洋流的流速突然令人震惊地放缓。其流速放缓可能使南亚出现饥荒,破坏亚马孙地区的雨林,使地球突然进人小冰川期。 然而,如果你住在欧洲的话,还用不着马上订购雪地车。许多气候学家并不同意上述结论。海洋环流的变化会把我们的生活搞得一团糟吗?这会不会是一个我们的子孙后代才必须应付的问题? 其实,这一关键问题的答案无法确定,因为我们对洋流活动的了解还很不够。世界各大洋是由洋流系统连接在一起的。洋流系统被称为全球传送带,其表层水流温暖,下层水流寒冷。这条传送带的驱动力是风以及一个被称为热盐环流的更为复杂的作用过程——令气候学家感到忧虑的正是这个过程。
神奇的热盐环流
顾名思义,热盐环流靠的就是热和盐。墨西哥湾流的支流与北大西洋暖流一路流至格陵兰岛和挪威附近的海域,其蒸发作用使暖流的含盐量升高。因此,在被北极地区的寒风冷却后,密度大于下层海水的暖流水体就开始下沉,并向南溢过格陵兰岛和苏格兰之间的海下暗礁,形成一条寒冷而流速缓慢的海底水流——北大西洋深层水。北大西洋深层水向南一直流到南大西洋——有一部分还流到印度洋,并再次逐渐上升。从下沉到再次上升也许需要跨越1000年时间。
下沉过程是其中的薄弱环节。气候变化导致格陵兰岛上的河流流量增加,冰川崩裂速度加快,北冰洋获得的淡水越来越多。这些淡水稀释了北大西洋暖流,使它的密度减小,浮力增大。如果淡水输入量达到每秒10万吨这一临界点,下沉将完全停止。传送带的北段将停止工作,温暖的热带水流将不再经过欧洲西海岸。
“新仙女木寒流”会重新吗?
气候模型显示,这一规模达10亿兆瓦的热量供应一旦停止,该地区的气温将下降5℃~10℃,美国和加拿大的部分地区也将受到影响。例如:1.2万年前将斯堪的纳维亚半岛变为冻原的“新仙女木寒流”就是由这种热供应停止现象造成的。
这种现象即将再度出现吗?就职于英国南安普敦国家海洋学中心的哈里·布赖登在大会上报告:2008年12月唤醒了萦绕在人们心头的这种恐惧。他的研究小组驾船从佛罗里达驶向北非沿岸,在沿途120个地点停船,将一包仪器投入海底。研究人员将他们得出的结果与此前的一些测量数值进行了比较。据他们分析,海洋环流中的北大西洋深层水已经减弱了30%。他们推断说,如果这一南向寒流的流速已经减慢,那么北向暖流的流速必定也已减慢。 事实上,流速减慢似乎在将近10年前就已开始:美国国家海洋和大气管理局曾于1998年对大西洋进行过类似勘测,当时它感兴趣的是二氧化碳水平,因此并没有对流速进行计算。布赖登领导的研究小组发现,大西洋的流速在1957年~1992年间相对稳定,在1998年前有所减慢,此后一直维持在较低水平。
全球农业将受重击
对欧洲来说,大西洋洋流速度减慢或者热供应停止的时间非常关键。如果这种现象很快出现,天气肯定会变得寒冷。平均气温将下降大约5℃,冬季的气候将像纽芬兰一样恶劣,在最冷的年份,泰晤士河河面上将会结冰。即使在暖和一些的年份,农业也将受到沉重打击。
在另一方面,如果洋流在21世纪后期前能保持相对稳定,热供应停止的冷却效果将有助于中和气候变暖的影响。气候的其他方面可能发生剧烈变化——北大西洋的海平面将以较快速度上升,但欧洲人在很大程度上可能得以逃过在其他地区发生的变暖现象。
然而,他们的后裔可能需要使用雪地车。如果温室气体真的降到工业化以前的水平,世界再次冷却下来,在海洋环流重新开始前可能会有一段长达千年的间隔期,因此,欧洲农业将面临严寒期。
在21世纪,世界上其他地区将面临比欧洲更为严峻的后果。热盐环流速度放缓将使从南半球向北半球转移的热量减少,使地球的“热赤道南移”。位于英国埃克塞特的哈德利气候预测与研究中心的理查德·伍德说:“会给我们带来沉重打击的一个问题是,全世界的降雨模式将发生剧烈变化。”
他在切断一个气候模型中的热盐环流时发现,印度的季风雨减弱了,中美洲和南美洲部分地区的降雨量减少了一半。伍德说:“这将对那些地区的气候产生重大影响。”据他预测,印度部分地区的农业产量将下降30%。那么在美洲地区呢?他说:“如果没有降雨,雨林将会逐渐消失。”虽然这一切都是基于热盐环流马上停止这一气候学家认为不太可能成为现实的假设,但即使环流在一段时间后才开始慢慢减速,这也将使降雨模式发生重大改变。
2004年,巴西遭到了南大西洋地区有史以来第一场飓风的侵袭;预计在2010年后,巴西等国和地区还会频繁出现可怕的飓风灾难,这可能是海面温度升高的后果。环流减速是否也是飓风的成因之一?宾夕法尼亚州州立大学的迈克尔·曼说:“从理论上讲是有可能的。但我认为,将任何观察到的变化都与热盐环流联系起来过于草率。这可能只是一个偶然现象。当然,我们人类最希望这只是一种偶然现象。但其实不然!”
科学检测远远不够
虽然热盐环流停止对气候的确切影响还不清楚,但它会在海面下造成重大破坏却是毫无疑问的,因为上升流为海洋食物链的基础——浮游植物群落提供了重要养分。2008年英联邦气候研究院的一项研究成果预测,如果大西洋热盐环流停止的话,世界各大洋的生产能力将下降1/5。
该研究院的专家指出:还不止这些——目前,海洋大量吸收了进入大气的过量二氧化碳。然而,如果热盐环流停止,表层水体很快就会饱和,温室气体的积累速度将变得更快。因此,大西洋的确切情况关系着众多问题。以布赖登为首的一些英国研究人员已经开始了前所未有的监测北大西洋洋流的努力。利用源源不断的来自大西洋的测量结果,从而为区分短期波动和长期趋势提供了可能。布赖登说:“我希望,我们最终能够得到10年的测量结果。”
但是,对某一大洋的某一横截面进行监测也许还不够,气候变化已开始造成全球性灾难。马萨诸塞理工学院的物理海洋学家卡尔·温施提醒说:“人们总是对北大西洋念念不忘,但北大西洋只占地球海洋总面积的1/10。许多专家忽视了其他海洋与区域的这些危险。例如,南极周围某些海域的水体下沉也有助于推动全球海洋环流。”
澳大利亚霍巴特的海洋学家史蒂夫·林陶尔也指出说: “最近有研究论文开始指出,南大西洋也在发生变化。”例如,有一些研究成果显示,南极地区某些海域水体中的含盐量正在下降。但人们对南大西洋的了解比对北大西洋的了解更少。温施说:“我们必须从全球角度无限期地观察这一系统。”