捕捉變幻莫測的大西洋洋流

一條環繞大西洋的監測帶揭示其洋流變化無常

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所謂的溫鹽環流輸送帶——靠近大西洋表面一股強勁的暖水向北流動,而底部則有冷水向南流動——將熱量從溫暖的赤道地區輸送到寒冷的北部,使歐洲保持相對溫暖的氣候。這個花哨的術語——因一部好萊塢災難電影和阿爾·戈爾的幻燈片而聞名——實際上只是指墨西哥灣暖流和其他相關洋流。但是,由於這種迴圈涉及水在整個大西洋表面和以下每一層中沿不同方向流動,因此很難測量。現在,在巴哈馬群島和摩洛哥海岸之間,一條由繫泊電纜組成的項鍊——從海底延伸到海面,在某些地方高達三英里以上——首次揭示了大西洋複雜的運動。

英國南安普頓國家海洋學中心的海洋學家斯圖爾特·坎寧安和託斯滕·坎佐領導了一項國際合作,他們對繫泊裝置進行了沉放和監測,並分析了資料。科學家們透過將繫泊裝置上的海流儀所顯示的資料與海流對佛羅里達州和巴哈馬群島之間一條廢棄的電話線的測量以及衛星對地表風的測量進行了比較,從而捕捉到大西洋洋流的變化無常。

坎佐說:“透過我們的繫泊裝置,我們每15分鐘測量一次海流速度、溫度、鹽度和壓力,從中可以得出有意義的[經向翻轉環流]強度的每日值。” 他說,這種至關重要的海流“平均強度為19斯維爾德魯普 [每秒超過50億加侖],但在一年中變化很大,數值在4到35[斯維爾德魯普]之間。”


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這種大的波動使早先的研究結果受到質疑,這些研究表明,根據研究船的快照式海流測量,這種經向翻轉環流 (MOC) 可能正在減緩。隨著時間的推移,上層和下層的水流會趨於平衡,但最強的變化來自大西洋的最上層和最深層。天氣事件或鹽度變化可能導致近地表海流波動並不令人意外,但“為什麼我們也會在非常大的深度發現海流波動加劇,這是一個仍然需要調查的開放性問題,”坎佐指出。

洋流的未來,無論是減緩、停止還是逆轉(正如幾個月的測量中所觀察到的),都可能對區域性天氣模式產生深遠的影響——從歐洲更寒冷的冬天到更溫暖的加勒比海(以及由此產生的更溫暖的海面溫度,從而加劇颶風)。

坎寧安問道:“您是否看到加勒比海的傳輸速率或熱量儲存量發生了變化? 我們還不能說我們已經定義了季節週期。”

他指出,這將需要更多年的監測。2005 年和 2006 年的資料已經收集,但尚未進行分析。但是,從 2004 年 3 月到 2005 年 3 月收集和分析的測量結果提供了一個真實的基線,可以用來測試各種地球氣候模型,坎寧安說。“[氣候模型]是否具有正確的翻轉性質及其可變性?”他問道。“在相信他們的預測之前,現在有很多問題需要回答。”

在這些預測中,包括這種大西洋翻轉本身正在逐漸減緩,這在監測的早期階段很難檢測到。而且,大西洋並不是地球上唯一擁有如此變化無常的洋流的海洋:一項類似的旨在瞭解南極洲周圍南大洋動態的研究將有助於解釋海洋和氣候相互作用的複雜性。

但大西洋環流非常重要,它負責地球四分之一的熱量傳輸。因此,澳大利亞聯邦科學與工業研究組織的物理學家約翰·丘奇說,這項研究“是向前邁出的一大步”。“想象一下,我們可以在北緯 26 度持續測量整合後的北大西洋翻轉,這真是太了不起了。”

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