近年來全球變暖的話題熱議不斷，與此同時，世界許多地方都出現了極端天氣。極端天氣不僅會對人類的生產生活造成極大影響，也會對其他生物、地球環境和地球自身運轉產生很大威脅。那么，全球進入第二次冰河世紀——科幻電影《后天》里的情節，有可能在現實中出現嗎？回答這個假設性的問題，不得不提到一個重要的氣候臨界點——大西洋經向翻轉環流（AMOC）。

哥本哈根大學科學家日前在《自然-通訊》上發布了一項最新研究，提出在溫室氣體排放持續的情況下，大西洋經向翻轉環流可能在本世紀中或在2025年后的任意時間崩潰。大西洋經向翻轉環流到底是什么？為何它的崩潰會引起科學家的關注？今天我們請中國氣象局氣候服務首席專家周兵來說說洋流與氣候的關系。

（1）大西洋經向翻轉環流對氣候的影響

2004年上映的科幻電影《后天》以大西洋經向翻轉環流被冰川融化阻斷作為情節主線，講述了溫室效應造成地球氣候異變，冰山融化和龍卷風、海嘯、地震肆虐的故事，相信看過的人至今仍會感到不寒而栗。雖是科幻情節，但洋流與氣候的關系的確十分密切。

洋流是指海水沿著一定方向有規律具有相對穩定速度的水平流動，是從一個海區水平或垂直地向另一個海區大規模、非周期性的運動，這是海水的主要運動形式。全球大洋洋流有兩大類型：風生環流和熱鹽環流。

風生環流就是中學地理課本中講到的“風生流”，即由風吹動海水形成的海流。風生環流由海洋表面的風驅動，可以影響海表以下400米海水的流動。

熱鹽環流指由于海水不同區域之間密度差異造成的海流，是被海水密度梯度驅動的深層環流。海水密度由海水的溫度和鹽度共同決定，當海面受熱不均勻或者蒸發、降水不均勻時，海水的溫度和鹽度就會發生改變，進而造成海水密度分布不均勻。溫度越低、鹽度越高，海水密度就越大，低溫高鹽的海水因密度大會向下沉，高溫低鹽的海水因密度小則會向上升。因此，熱鹽環流也被稱為大洋環流傳輸帶，它控制著全球約90%的水體，是調節全球氣候的關鍵紐帶。

大西洋洋流則是這根紐帶的關鍵部位，它的學名就叫做“大西洋經向翻轉環流”（即一個攜帶熱帶暖水北向前往北大西洋的巨大洋流系統）。大西洋經向翻轉環流是全球熱鹽環流和氣候系統的重要組成部分，其強度變化可直接影響南北半球的熱量分配。

橫緯豎經，經向為“南北向”。大西洋經向翻轉環流可以將地球低緯度溫暖的表面水傳送到高緯度地區，讓這些水在寒冷的北大西洋深層水區域進行冷卻、滲透，隨后向南返程流動，完成熱量交換。它的變化，會對北方海洋的熱量傳輸帶來深遠影響，也會對歐洲和北大西洋的氣候帶來一定影響。

在地球上，大尺度的海洋環流是地球物質和能量再分配的主要方式。高緯度地區冰冷、含鹽量高的海水流向低緯度地區，低緯度地區的高溫洋流向高緯度地區流動，從而實現對地球熱量的再分配。具體說到大西洋經向翻轉環流，其主要任務就是將“熱水”送往北大西洋。得益于此，歐洲1月份的平均氣溫通常要比同緯度的亞洲與北美洲東海岸高出15℃至20℃。

（2）“全球變冷”萬余年前曾上演

日前，哥本哈根大學物理學家彼得·迪特萊夫森和統計學家蘇珊妮·迪特萊夫森在《自然—通訊》上發布的最新研究結果顯示，如果繼續按照當前的溫室氣體排放水平發展，地球的大西洋經向翻轉環流可能在本世紀中或在2025年后的任意時間崩潰，且崩潰時間不晚于2095年。

不過這一結論與政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的最新報告相矛盾，IPCC最近一次評估認為，大西洋經向翻轉環流不太可能在21世紀完全崩潰。一些沒有參與這項研究的科學家表示，大西洋經向翻轉環流崩潰的確切臨界點是不確定的，截至目前，對洋流的測量幾乎沒有顯示出趨勢或變化。但他們一致認為，臨界點可能比以前想象中的更早到來。

究竟何時崩潰暫且不論，但作為地球氣候系統中最重要的臨界元素之一，大西洋經向翻轉環流可能會崩潰這件事，是人類對氣候最嚴重的憂慮之一，因為這將對北大西洋地區和全世界的氣候產生巨大影響。

上一次這種突發氣候變化發生于1.2萬多年前的末次冰期，就是由大西洋經向翻轉環流的崩潰和恢復所致，造成了北半球平均氣溫在十年內發生了10℃-15℃的波動，遠大于現在一個世紀內1.5℃的改變。當時的地球正處于暖期，大西洋經向翻轉環流突然減弱，大洋環流傳輸帶關閉，導致全球增暖中斷、氣溫陡降。整個事件持續了約1200年，全球平均氣溫整體下降了約6℃。這次全球性的突然變冷事件被后人稱為“新仙女木事件”（原本只在極地生長的“仙女木”花在歐洲大陸開放）。

此次最新研究結果表明，大西洋經向翻轉環流崩潰臨界點可能激活的最小溫升值為1.4℃，估算變化范圍在溫升1.4℃-8.0℃，如果溫升超過最大值8.0℃，那么大西洋經向翻轉環流將徹底崩潰，且不可逆轉。

這一全球重要洋流系統一旦崩潰，將給全世界帶來災難性的后果。屆時，北大西洋冬季平均表面溫度將在10年內降低2℃-3℃，歐洲每年的風暴天氣將增加、冬季平均氣溫隨著北大西洋的降溫而下降，同時嚴重破壞印度、南美和西非數十億人賴以為生的降雨，并導致北美東部的大西洋海平面上升，使已經變成碳源的亞馬遜雨林面臨更大的危險，南極冰蓋的融化速度也會加快。也就是說，地球將開啟新的小冰期時代。

（3）過度升溫將刺激洋流崩潰

如前文所說，大西洋經向翻轉環流崩潰的話，會給地球帶來極為可怕的后果，比如降雨中斷、農業荒廢、土地向干旱荒漠化轉變等。

大西洋經向翻轉環流給北大西洋中高緯度地區“送溫暖”的活動是全球氣候系統的關鍵一環，不僅對北半球的氣候十分關鍵，對全球大氣—海洋熱量向北轉移也有一定作用。一旦其減弱或崩潰，輸送到北大西洋中高緯度地區的熱量減少，西歐和北美會最先變冷，然后牽一發而動全身，當整個北半球都變冷時，離進入寒冷的冰河世紀就不遠了。

如今，大西洋經向翻轉環流崩潰這個氣候臨界點可能被激活的腳步越來越近，也越來越急促。目前全球升溫幅度已達到1.1℃，而聯合國環境規劃署（UNEP）發布的《2022年排放差距報告》指出：到本世紀末，全球氣溫可能升高2.8℃——全人類必須實現45%的減排才能避免全球性巨災的發生。

全球目標一致的行動比喋喋不休的爭論、停滯不前的心態更有力量和效果。預見氣候災難，不必驚慌失措。當今人類文明還有兩道防線可以堅守——科學防線和認知防線。要科學理性地告訴人們，地球承載力界限在哪兒？需要什么樣的地球公域管理？同時，人類還需要有清晰的認知，依靠知識和科技做有利于地球氣候環境的事。因此，用行動扭轉或延緩氣候臨界點的激活，是捍衛人類文明的重要防線。

（4）氣候臨界點能否被改變

前文提到，大西洋經向翻轉環流崩潰是個重要的氣候臨界點。這個常常被科學家掛在嘴邊的“氣候臨界點”究竟是什么意思？

打個比方，一艘船剛開始傾斜進水的時候，還能保持平衡，任其發展船就會翻，造成這個結果的關鍵傾斜角度就是臨界點。氣候臨界點也是這個道理，一旦越過氣候變化中的臨界點（即被激活），就會導致不可逆轉的后果。

氣候臨界點是氣候變化研究的熱門領域，也是全球面臨的最大氣候風險。聯合國政府間氣候變化專門委員會將氣候臨界點定義為：全球或區域氣候從一種穩定狀態到另外一種穩定狀態的關鍵門檻。

當然，大西洋經向翻轉環流不是唯一的氣候臨界點。

2022年，埃克塞特大學氣候研究員戴維·阿姆斯特朗·麥凱等人研究發現，全球氣候臨界點共有16個，其中9個為影響全球的全球性臨界點，7個為可能產生嚴重區域影響的區域性臨界點。具體來說，全球性臨界點可能會導致全球性的連鎖影響，伴隨著額外的碳排放和更高的海平面上升率；區域性臨界點可能產生嚴重的區域性或地方性影響，如極端溫度、更頻繁的干旱、森林火災等。

研究人員對逐個臨界點被觸發所需的氣溫升幅進行了計算，發現有5個臨界點已處于危險區，已經或很快將被突破。這5個危險的臨界點是格陵蘭冰蓋崩塌、南極西部冰蓋崩塌、北極凍土層崩塌、熱帶珊瑚礁消亡、拉布拉多海副極地對流崩塌，其中格陵蘭冰蓋和南極西部冰蓋崩塌的臨界點已經被突破。觸發格陵蘭島冰蓋崩塌的臨界點是升溫0.8℃，而觸發南極西部冰蓋崩塌的臨界點是升溫1℃。除了這5個臨界點之外，其余11個臨界點被觸發所需的升溫幅度超過1.5℃，因此被歸于有可能被激活的臨界點。

想要改變目前這些氣候臨界點并不容易，因為氣候臨界點有兩個重要特性：不可逆性和難以預測性。

1.不可逆性 全球變暖引起“氣候臨界點”被突破，會進一步引發多米諾骨牌式的正反饋效應，可能將全球的森林、海洋、冰蓋等系統推向不可逆轉的死亡深淵。且越過臨界點后，氣候變化可轉為更加陡峭的非線性指數級數變化，如同一塊石頭從山頂急速墜落，擋都擋不住。

2.難以預測性 難以預測性是氣候臨界點最危險的特性，盡管人們知道危險將會來臨，卻無法準確預見臨界點何時到來。這有點像人類學家對于“災難系統”的定義——我們經常能夠預測災難，但不能預測災難發生的準確時間。往往當我們意識到臨界點來臨時，臨界點實際上已經被觸發。

很多人想知道，在氣候臨界點被激活后，世界會變成什么樣？這個答案目前誰也不會知道，唯一清楚的就是，到那時世界會進入新的平衡，但不會再是原來的狀態。所以，只有在未到達氣候臨界點的過程中，避免觸發臨界點的努力才是有意義的。

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極端高溫天氣已成“新常態”

世界正面臨更熱、更旱和更澇的未來，氣候變化導致全球變暖和極端事件頻發、強發是不爭的事實，極端高溫天氣已成為一種“新常態”。

夏季高溫熱浪“新常態”并不意味著從今往后一年比一年熱。2022年我國南方經歷高溫熱浪時，網絡傳播“2022年雖然已經是有史以來最熱的一年，同時也可能是未來10年最涼快的一年”的觀點是錯誤的，這是對全球變暖趨勢的誤讀，也是對氣溫年際變率缺乏科學理解。公眾要以科學依據為前提，正確理解長期氣候變化預估的結果存在不確定性。

從長期來看，以溫室氣體排放為主的人類活動不僅是氣候變暖的主要原因，也會大幅度增加極端高溫熱浪事件和強降水事件發生的概率。類似的高溫酷暑天氣在以后的夏季會頻繁出現，但不是“一年更比一年強”這樣的定論，因為全球氣候還存在顯著的年際變化。

現在我們可以判斷的是，當前全球溫室氣體的影響效應非常強，在全球變暖的背景下，高溫熱浪事件會成為“新常態”。與此同時，氣候變化帶來的另一個特征也開始顯現：高溫開始早結束晚、持續時間長。