科學家破解全球洋流加速原因

兩年前，海洋學家有了一個驚人的發現：由于人類驅動的氣候變化，海洋不僅變暖了，而且洋流也在加速——從1990年到2013年，每10年加速約15%。當時，許多科學家懷疑是更快的海風導致洋流加速。但一項新的建模研究指出了另一個罪魁禍首：海洋本身從上到下變暖的趨勢，導致表層收縮，水在表層流動更快，就像動脈阻塞中的血液一樣。這項研究表明，氣候變化將繼續加速海洋洋流，并可能限制海洋捕獲熱量，進而使本已處于壓力中的海洋生物遷徙變得更加復雜。相關研究近日發表于《科學進展》。

“這種機制很重要。”中國科學院海洋研究所研究員胡石建說，他是2020年論文的主要作者。“此次發布的新論文直接將地表變暖與上層海洋環流的加速聯系起來。”

像大西洋墨西哥灣流這樣的洋流，是海洋生物的高速公路，也是熱量的引路人和風暴的驅動者。其在很大程度上由風驅動。盡管海洋吸收了全球變暖造成的90%以上的熱量，但直到2020年，幾乎沒有證據表明這些洋流正在發生變化。

在之前研究的基礎上，美國斯克里普斯海洋研究所的氣候科學家謝尚平懷疑是海洋的結構在洋流加速中起到主導作用，而并非是風。他認為，氣候變化帶來的多余熱量并不是均勻分布在海洋中，而是集中在海洋表面。這導致表層水浮力更大，更難以與下層的水混合。這讓科學家意識到，淺層中的水流自然會加速。

為了驗證這一假設，研究團隊轉而關注全球所有海洋的氣候模型。研究人員增加了風速、鹽度或表面溫度，同時保持所有其他變量穩定。僅溫度升高就導致海洋表面77%以上的洋流加速。但一個值得注意的例外是墨西哥灣流，它的速度可能會因為一個無關的原因放緩：隨著北極冰層融化，稀釋了北大西洋正在下沉的鹽水，正因如此，才將洋流向北拉動。

“這是一項有趣的研究，具有令人深思的發現。”斯克里普斯海洋研究所的物理海洋學家Sarah Gille說，“我們通常認為，海洋整體變暖不會對環流產生重大影響。而海洋變暖的自上而下的性質改變了這一局面。”

謝尚平說，新發現還表明，在海洋大部分區域，大約400米以下的水域，會隨著溫暖的上層水域越來越多的運動而放緩。然而，胡石建對此并不確定。Argo浮標是一支由機器設備組成的“艦隊”，已經在海洋中漂流了近20年，它們的測量結果顯示，海面水流顯著加速，而在較深水域則略有增加。

如果洋流確實變得越來越快、越來越淺，那么對地球將產生很多影響。例如，淺而快速的洋流最終可能會限制海洋熱量的吸收，導致更多的熱量留在大氣中。海洋微生物和野生動物可能會受到更淺、更熱、更快的表層水的影響。考慮到這種加速是由持續不斷的變暖推動的，這意味著只要人類繼續排放溫室氣體，這一趨勢很可能一直持續下去。