地球的“顶流”要“塌房”？这一次可能是真的

近年来，全球变暖越来越受到人们的重视。在全球变暖的影响下，全球各地都出现了不同程度的极端天气。这些极端天气不仅对人类的生产生活造成了极大影响，也对其他生物、地球环境和地球自身运转产生很大威胁。

近日，哥本哈根大学物理学家彼得·迪特莱夫森（Peter Ditlevsen）和统计学家苏珊妮·迪特莱夫森（Susanne Ditlevsen）在《自然-通讯》上发布了一项最新研究，表示在温室气体排放持续的情况下，地球的大西洋经向翻转环流（Atlantic Meridional Overturning Circulation ，AMOC）——一个携带热带暖水北向前往北大西洋的巨大洋流系统——可能在本世纪中或可能在2025年后的任意时间崩溃，且崩溃时间不晚于 2095 年。

不过，就最近一次政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）评估认为，大西洋经向翻转环流不太可能在 21 世纪完全崩溃。

看到这里，你可能会疑问，大西洋经向翻转环流到底是什么？它崩溃了对我们有什么影响？今天我们就来说说大西洋经向翻转环流的问题。

大西洋经向翻转环流是啥什么？
它对地球环境有什么影响？

大西洋经向翻转环流是全球“热盐环流”（Thermohaline Circulation）的重要组成部分，也是气候系统重要的组成部分，其强度变化可直接影响南北半球的热量分配。

“热盐环流”是什么？

“热盐环流”是洋流的一种，是由于海水不同区域之间密度的差异造成的海流。而海水的密度是由其温度和盐度共同决定的，当海面受热不均匀或者蒸发降水不均匀时，就会使海水的温度和盐度发生改变，进而造成海水密度分布不均匀，这样产生的海流称为“热盐环流”。

而洋流还有另一种，就是我们中学地理学到的“风生流”，是由风吹动海水形成的海流。
大洋热盐环流传送带，左上角红色框内为大西洋经向翻转环流，图片来源：National Geographic

具体来说，大西洋经向翻转环流可以将地球低纬度温暖的表面水传送到高纬度地区，从而让这些“温水”在寒冷的北大西洋深层水区域进行冷却、渗透，随后向南返程流动，完成热量交换。大西洋经向翻转环流的变化，会对北方海洋的热量传输带来深远的影响，因此，也会对欧洲和北大西洋的气候带来一定影响。

大尺度的海洋环流是地球物质和能量再分配的主要方式。高纬度地区冰冷、含盐量高的海水流向低纬度地区，低纬度的高温洋流则向高纬度流动，对地球热量进行再分配。其中，大西洋经向翻转环流，就将“热水”送往北大西洋，在调节欧洲及美国气候方面起着巨大作用。得益于此，欧洲 1 月份平均气温要比同纬度的亚洲与北美洲的东海岸高出 15℃ 至 20℃。

大西洋经向翻转环流崩溃
会有哪些影响？

大西洋经向翻转环流是地球气候系统中最重要的临界元素（即会切换到不可逆状态的子系统）之一。它可能会崩溃这件事，也是人类对气候最严重的忧虑之一，因为这或将对北大西洋地区和全世界气候产生巨大影响。

这种突发气候变化上一次发生于末次冰期，也是由大西洋经向翻转环流的崩溃和恢复所致，造成了北半球平均气温在十年内发生了 10~15℃ 的波动，远大于现在一个世纪内 1.5℃ 的改变。

最新的研究成果发现，大西洋经向翻转环流崩塌临界点可能激活的最小温升值为 1.4℃，估算平均值为 4℃，变化范围在温升 1.4～8.0 ℃，如果温升超过最大值 8.0℃，大西洋经向翻转环流将彻底崩塌，是不可逆转的崩溃。

届时，北大西洋冬季平均表面温度将在 10 年内降低 2~3 ℃，欧洲每年的风暴将增加、冬季平均气温将随着北大西洋降温而下降，北美东部的大西洋海平面将上升，已经变成碳源的亚马逊雨林将面临更大的危险，南极冰盖的融化会加快。地球将开启新的小冰期时代。
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有关研究表明，大西洋经向翻转环流可能在本世纪中叶，或者在 2025 年后的某个时间崩溃。《后天》这部灾难电影就是以大西洋经向翻转环流被冰川融化阻断作为情节主线的，看后令人不寒而栗。大西洋经向翻转环流如果关闭，印度、西非、南美等地将出现一个极为可怕的后果——这些地区的降雨将会中断，不仅农业可能崩溃，土地甚至可能向干旱荒漠化转变。这种崩溃可能会引发美国、欧洲和其他地区的天气和气候迅速变化。如果发生这种情况，可能会导致美国的波士顿和纽约等城市海平面升高，美国东海岸沿线将出现更猛烈的风暴和飓风。

大西洋经向翻转环流还有得救吗？

大西洋经向翻转环流是使北半球变暖的关键，它对全球大气-海洋热量向北转移起到一定作用，可以帮助避免欧洲西北部的气温骤降。大西洋经向翻转环流崩塌这个气候临界点可能激活的脚步越来越近，也越来越急促。

目前全球升温幅度已达 1.1℃，而按照趋势，联合国环境规划署（UNEP）的结论是升温 2.8℃。正如《2022 年排放差距报告》所指出，随着气候影响的加剧，地球正在关闭的窗口期——气候行动进展不足迫使全社会紧急转型成为唯一选择。世界仍未达到巴黎气候目标，没有可信的路径达到 1.5℃。只有紧急的全系统转型才能避免加速的气候灾难。只有通过电力供应、工业、运输和建筑部门以及食品和金融系统等采取行动来实现这一转变，避免最后的窗口期被关闭。
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全球目标一致的行动总比喋喋不休的争论、停滞不前的心态有力量和效果。面对气候灾难的来临，人类不必惊慌失措！当今人类文明还会坚守两道防线，科学防线和认知防线。科学理性地告诉人们地球承载力界限需要地球公域管理，需要管理好共同的家园；人类还有清晰的认知，可以依靠知识和科技，做有利于社会经济都好的事情。因此，用行动扭转或延缓气候临界点的激活，是捍卫人类文明的一道防线。

除大西洋经向翻转环流还有哪些气候临界点？

2022 年埃克塞特大学气候研究员戴维·阿姆斯特朗·麦凯（David Armstrong McKay）等人的研究成果发现，全球气候临界点共有 16 个，其中 9 个为影响全球的全球性临界点，7 个为可能产生严重区域影响的区域性临界点。全球性临界点可能会导致全球性的连锁影响，伴随着额外的碳排放和更高的海平面上升率。区域性临界点可能产生严重的区域性或地方性影响，如极端温度、更频繁的干旱、森林火灾和前所未有的天气等。

气候临界点的阈值及其影响

麦凯等对逐个临界点被触发所需的气温升幅进行了计算，结果发现有 5 个临界点已处于危险区，已经或很快就会被突破。这 5 个危险的临界点是格陵兰冰盖崩塌、南极西部冰盖崩塌、北极冻土层崩塌、热带珊瑚礁消亡，以及拉布拉多海副极地对流崩塌，其中格陵兰冰盖和南极西部冰盖崩塌的临界点已经被突破。触发格陵兰岛冰盖全面消亡的临界点是升温 0.8℃，而触发南极西部冰盖全面消亡的临界点是升温 1℃。除了这 5 个临界点之外，其余 11 个临界点被触发所需的升温幅度超过 1.5℃，被归于有可能被激活的临界点。

全球变暖临界点分布图，图片编译自：戴维·阿姆斯特朗·麦凯

可以改变这些“气候临界点”吗？

想要改变目前的这些气候临界点，并不容易。这是因为气候临界点有 2 个重要特性：不可逆性和难以预测性。

1 不可逆性

全球增暖引起“气候临界点”被突破，进一步引发多米诺骨牌式的正反馈效应，可能会将全球的森林、海洋、冰盖等系统推向不可逆转的死亡深渊。且跃过临界点后，气候变化可能转为更加陡峭的非线性指数级数变化。到达临界点的累积时间可能很长，在这个累积时间段，避免触发临界点的努力是有意义的，而一旦触发临界点，系统可能会很快地翻入坏结果——在临界点之后，系统会进入新的平衡，但不会再是原来的状态。

2 难以预测性

难以预测性是其中最危险的部分——尽管人们知道危险将会来临，却无法准确预见临界点何时到来。这有点像人类学家对于“灾难系统”的定义——我们经常能够预测危险的情况将出现，但是我们却不能预测灾难发生的准确时间。当我们意识到临界点来临时，临界点实际上已经被触发。你可能会问，在“气候临界点”被激活后，迈过“气候临界点”的世界将会变成什么样，我们的回答案是“不知道”。

参考资料
[1] 《GB 5749-2022 生活饮用水卫生标准》
[2]《GB 19298-2014 食品安全国家标准 包装饮用水》
[3]《GB 8537-2018 食品安全国家标准 饮用天然矿泉水》
[4]《GB/T 13727-2016 天然矿泉水资源地质勘探规范》
[5]《GB/T 20349-2006 地理标志产品 吉林长白山饮用天然矿泉水》
[6]《GB/T 10789-2015 饮料通则》
作者丨周兵 中国气象局气候服务首席
审核丨王长科 中国气象局国家气候中心研究员