科学家破解全球洋流加速原因

两年前，海洋学家有了一个惊人的发现：由于人类驱动的气候变化，海洋不仅变暖了，而且洋流也在加速——从1990年到2013年，每10年加速约15%。当时，许多科学家怀疑是更快的海风导致洋流加速。但一项新的建模研究指出了另一个罪魁祸首：海洋本身从上到下变暖的趋势，导致表层收缩，水在表层流动更快，就像动脉阻塞中的血液一样。这项研究表明，气候变化将继续加速海洋洋流，并可能限制海洋捕获热量，进而使本已处于压力中的海洋生物迁徙变得更加复杂。相关研究近日发表于《科学进展》。

“这种机制很重要。”中国科学院海洋研究所研究员胡石建说，他是2020年论文的主要作者。“此次发布的新论文直接将地表变暖与上层海洋环流的加速联系起来。”

像大西洋墨西哥湾流这样的洋流，是海洋生物的高速公路，也是热量的引路人和风暴的驱动者。其在很大程度上由风驱动。尽管海洋吸收了全球变暖造成的90%以上的热量，但直到2020年，几乎没有证据表明这些洋流正在发生变化。

在之前研究的基础上，美国斯克里普斯海洋研究所的气候科学家谢尚平怀疑是海洋的结构在洋流加速中起到主导作用，而并非是风。他认为，气候变化带来的多余热量并不是均匀分布在海洋中，而是集中在海洋表面。这导致表层水浮力更大，更难以与下层的水混合。这让科学家意识到，浅层中的水流自然会加速。

为了验证这一假设，研究团队转而关注全球所有海洋的气候模型。研究人员增加了风速、盐度或表面温度，同时保持所有其他变量稳定。仅温度升高就导致海洋表面77%以上的洋流加速。但一个值得注意的例外是墨西哥湾流，它的速度可能会因为一个无关的原因放缓：随着北极冰层融化，稀释了北大西洋正在下沉的盐水，正因如此，才将洋流向北拉动。

“这是一项有趣的研究，具有令人深思的发现。”斯克里普斯海洋研究所的物理海洋学家Sarah Gille说，“我们通常认为，海洋整体变暖不会对环流产生重大影响。而海洋变暖的自上而下的性质改变了这一局面。”

谢尚平说，新发现还表明，在海洋大部分区域，大约400米以下的水域，会随着温暖的上层水域越来越多的运动而放缓。然而，胡石建对此并不确定。Argo浮标是一支由机器设备组成的“舰队”，已经在海洋中漂流了近20年，它们的测量结果显示，海面水流显著加速，而在较深水域则略有增加。

如果洋流确实变得越来越快、越来越浅，那么对地球将产生很多影响。例如，浅而快速的洋流最终可能会限制海洋热量的吸收，导致更多的热量留在大气中。海洋微生物和野生动物可能会受到更浅、更热、更快的表层水的影响。考虑到这种加速是由持续不断的变暖推动的，这意味着只要人类继续排放温室气体，这一趋势很可能一直持续下去。