暖化底下海洋分層變化大 致海表水流急劇加快 或限制吸碳能力

兩年前,海洋學家有個驚人發現:海洋不僅因為人類的碳排放而不斷變暖,海洋洋流也因此加快——從 1990 年到 2013 年,每十年更大約加速 15% !當時,許多專家懷疑同樣加快了的海風正在推動流洋加速。

不過最新刊於《科學進展》的模型研究指出,主兇應為海洋自身從表面到底層的暖化趨勢,導致水流更快的表層收窄;而氣候變化將繼續令洋流加速,或會限制海洋可以吸收的熱量,使已經受到壓力的海洋生態變化更為複雜。

圖:2020 年 NASA 的電腦模擬顯示全球環流有加快跡象。
(Credit: NASA)

像大西洋的墨西哥灣流 (Gulf Stream) 這樣的洋流很大程度上是由風推動的。儘管海洋吸收了人為氣候變化引起的 90% 以上熱量,但直到 2020 年,幾乎無證據表明這些洋流正在發生變化。

當美國斯克里普斯海洋研究所氣候科學家謝尚平看到 2020 年的研究時,他立即懷疑海洋的結構正在出現變化而令洋流加快——他知道海洋吸收的熱量並無均勻地分佈在海洋中,而是集中在海洋表面。這不單導致海洋表面海水變得更有浮力,且更加無法與下層的海水混和,情況早已在世界各地的海洋中看到。學界也知道在較淺的海水層,水流會更快。換言之理論上,風正在將等量的水推過更窄的管道,令水流加快。

為了驗證說法,謝的團隊利用氣候模型,在保持其他變數下,分別改變風速、海水鹹度或海表溫度,以了解對洋流的影響。

團隊發現,僅溫度升高就導致洋流加速了逾 77% 的全球海洋表面水流。唯一例外的是墨西哥灣流,該灣流可能因為北極融冰,稀釋了北大西洋中下沉的鹹水,將水流向北方而減慢。

新發現亦表明,在大部分海洋中,大約 400 米左右的下層海水會隨著溫暖的上層海水越來越快而變慢。然而據《科學》的報道,全球 Argo 浮標網絡未發表的海洋水流速度測量結果顯示,海表水流顯著加速,但較低層水流則適度增加,換言之新發現可能並非事實的全部。

不過可以肯定的是,洋流變得越來越快,並在越來越淺的水層出現,對地球有很多影響。例如,淺而快速的洋流最終可能會限制海洋吸收多少人類排出的熱量,導致更多熱量留在大氣中;同時,海洋微生物和其他動物會受到更淺、更熱和更快的表層水流影響,或會嚴重破壞食物網。

來源:

Science, Global warming is speeding up ocean currents. Here’s why

報告:

Peng, Q.H., Xie, S.P., Wang, D.X. & et al. (2022). Surface warming–induced global acceleration of upper ocean currents. Science Advances 20 April 2022, Vol8, Issue 16. Doi: 10.1126/sciadv.abj8394

文/AC、審 / WL

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