北大西洋流可能与海洋翻转环流无关

Phys · 科学 · 06月11日
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大西洋经纬向倾覆(MOC)的强度,在OSNAP阵列的东部和西部测量。

一项新的国际研究对以下观点提出了质疑,即北大西洋次极地部分最深洋流密度的变化是由冬季表面条件造成的,并代表经纬向倾覆环流强度的变化。

这项研究包括15个研究机构的努力,由李菲利博士和乔治亚理工学院的苏珊·洛泽尔教授领导,与国家海洋学中心的彭妮·霍利迪教授合作。 2021年5月24日发表在《自然通讯》(Nature Communications)上的研究表明,自2014年以来,在北极亚极地北大西洋进行的四年多的观测表明,在海洋盆地西部地区发现的最深边界流的密度上,没有任何迹象表明海面上有强烈的冬季冷却。令人惊讶的是,作者还发现,这些深层西部边界流的变化与MOC强度的变化之间没有明显的关系。

了解控制海洋环流变化的物理过程对准确的气候预测至关重要。海洋环流通过墨西哥湾流和北大西洋洋流将大量热量和盐带入北大西洋。海洋环流强度的变化直接影响欧洲、北美和非洲大陆部分地区的海平面、气候和天气。气候预测都预测,由于温室气体排放,海洋环流将减缓,对沿海社区和土地产生潜在的破坏性影响。

2年来一直在深海收集OSNAP阵列数据的仪器的科学家(图片来源: NOC和GEOMAR)。

先前对模型的分析导致科学家认为, MOC强度的变化与构成MOC环大部分向南回流流的西部深层边界流密度的变化有关。在模型中,密度可能受到称为深对流或深水形成的冬季过程的强烈影响,在这种过程中,冷风冷却地表水,使其变得非常稠密,下沉到很大深度(超过2公里)。对流、西部深层边界流的变化和MOC的强度之间的关系也支持了古气候在MOC降低和欧洲低温时期的代表。

从拉布拉多海获取数据。 OSNAP阵列由加拿大、格陵兰和苏格兰之间的50多个锚泊组成,深度可达3公里。每个锚泊需要几个小时才能将一艘研究船带回船上。资料来源: NOC和GEOMAR 。

2014年,科学家将科学设备放置在亚极地北大西洋(OSNAP),以在现实生活中观察这些过程。令人惊讶的新结果将促使人们重新考虑这样一种观点,即西方深层边界变化代表着颠覆的特征,对未来的气候预测以及对过去气候变化的解释产生影响。

国际海洋行动计划项目的总体负责人苏珊·洛泽尔(Susan Lozier)教授说: "看到一个由海洋学家组成的国际社会通过集中合作和决心所能取得的成就,令人感到高兴。海洋行动计划和区域海洋行动计划等项目是全球海洋学家如何在未来几年和几十年中共同研究海洋在气候变化中的作用的蓝图。 "

美国国家海洋学中心(National Oceanography Center)海洋物理学和海洋气候副主任彭妮·霍利迪(Penny Holliday)教授评论说: "看到来自OSNAP阵列的新观测结果如何加速我们对这些主要洋流工作原理的了解,让我们对过去的气候变化和未来的气候预测有更多的信心,这令人难以置信。 "

南安普敦国家海洋学中心

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