几十年来，北大西洋的一片神秘水域一直困扰着科学家们。这片海水位于格陵兰岛的东南部，在 1901 年至 2021 年期间比 1800 年代后期更冷，尽管它周围的海洋变得越来越暖和。
一些科学家将这个“变暖的洞”与寒冷的北极融水流入联系起来;其他人则归咎于航运造成的污染，因为航运会将太阳光线反射回太空。但越来越多的证据表明，这个洞的起源更加险恶——如果释放出来，其影响将比北大西洋的一小块地区更远。
这个变暖的洞可能是大西洋洋流正在减慢的迹象。这个洋流网络调节地球的气候，将热量从热带地区转移到北半球。包括墨西哥湾流在内的洋流形成了一个巨大的、看似永久性的环流，被称为大西洋经向翻转环流 （AMOC）。
古老的沉积物显示，AMOC 以前已经减弱，过去的一些环流变化也非常突然。但英国南安普顿大学（University of Southampton）海洋学和气候学教授罗伯特·马什（Robert Marsh）说，人类社会将难以适应许多研究人员预测的未来世纪的快速变化。较弱的洋流可能会在欧洲部分地区引发冰冻天气，加剧美国东海岸的海平面上升。 并以科学家们争先恐后地预测的方式引发赤道周围的干旱。
AMOC 是否已经减弱，以及潮流是否会完全崩溃，这些都是有争议的问题。但很明显，“我们正在中断系统，”Marsh 告诉。
一个巨大的加热器
AMOC 是地球上最大的传送带温盐环流的一部分，该环流将水推向世界各地的海洋。从南非顶端向北流淌的海水在海洋表面流动，在滑过热带和亚热带地区时从大气中吸收热量。它们将这种热量释放到格陵兰岛附近的北大西洋，导致变暖效应，这种效应在西北欧尤为强烈。
“现在，北半球比如果构成 AMOC 的洋流更弱时要暖”，慕尼黑工业大学专门研究气候临界点的早期研究员 Maya Ben-Yami 告诉 Live Science。例如，AMOC 使挪威等国家的气温平均比平时高 18 至 27 华氏度（10 至 15 摄氏度）。
要返回南方，北大西洋的表层水必须顺着水柱下降并与底流合并。气候科学家表示，这个下沉台阶是环流减慢的地方，因为地表水必须非常咸，因此非常密集才能下沉。但是，来自格陵兰冰盖和北极的不断增长的融水河流正在稀释地表水的盐浓度，防止它们沉入海底。
大西洋洋流地图。由于格陵兰岛东南部水域的“变暖洞”，这些洋流正在减弱。（图片来源：改编自 PeterHermesFurian，来自 Getty Images）
让科学家们担心的变暖洞位于 AMOC 释放热量的地方。如果 AMOC 仍然很强，考虑到当前的全球气温，那里的海洋温度低于研究人员的预期。这表明从南到北的热传递已经下降。
随着气候变化对地球的烘烤，更多的淡水可能会涌入北大西洋，从而触发反馈循环，从而加速 AMOC 的削弱。随着洋流的减慢，到达北大西洋的盐量可能会减少，从而使已经稀释的表层水更难下沉。
“当你有一个强大的 AMOC 时，它会吸入咸水，”伦敦大学学院的海洋和气候科学家大卫·索纳利 （David Thornalley） 告诉。“如果你开始削弱 AMOC，就会减少被吸入北大西洋的咸水，然后削弱 AMOC，然后这是一个失控的过程。”
定义 “collapse”
变暖洞是表明 AMOC 已经减弱的一个证据，但并非所有人都同意。
问题在于，对 AMOC 强度的直接测量只能追溯到 2004 年，因此研究人员依靠间接的“指纹”——他们认为与 AMOC 相关的气候参数——来确定大西洋环流的长期趋势。
指纹的问题在于它们会给出可变的——有时是相互矛盾的——结果。例如，2018 年的一项研究表明大西洋洋流正在减弱，而 1 月份发表的研究表明，大西洋洋流在过去 60 年中并没有下降，尽管一些科学家批评了 1 月份的研究数据。
无论大西洋洋流是否已经减慢，大多数科学家都认为它们将来会减慢。
格雷兰冰盖的冰融化正在影响整个大西洋的洋流。（图片来源：Ashley Cooper 来自 Getty Images）
如果环流量显著减弱，“将发生一些相当重大的变化，”索纳利说，“而且这些变化将在 21 世纪逐渐发生。
首先，不断减少的洋流将减少对挪威、瑞典和英国等国家/地区的热量，从而导致这些地区的气温下降。冷却量将取决于 AMOC 损失的强度。
气候模型会产生不同的预测，这取决于它们所包含的假设、它们对某些气候因素的敏感程度，以及研究人员为模型提供的数据。Marsh 说，一些人显示 AMOC 的实力下降了 10%，而另一些人则预测下降了接近 50%。
“减少 50% 对我们区域气候的影响要大得多，”马什说，并补充说由此产生的温度下降将扰乱依赖天气的行业，例如农业。相比之下，“AMOC 下降 10% 将是明显的，但可控，”他说。“特别是，这可能会使我们的天气在冬季不那么温和。”
2 月份发表的一项研究发现，完全崩溃的可能性不大。马什说，即使北大西洋的表层水停止骤降，也有一些相对恒定的因素，如风，驱动着水的运动。
“崩溃，即假设 [AMOC] 的某种 100% 失败，对我来说并不合理，”马什说。但他补充说，AMOC 不需要崩溃才能使人类生活和系统陷入混乱。
“真是野兽”
马什说，北大西洋和西北欧的降温可以抵消气候变化造成的部分变暖——但这可能不是一件好事。他说，气温下降可能会改变导致这些地区发生风暴和其他天气事件的大气过程。
马什说，北大西洋的降温不会直接使美国东海岸变得更冷。这是因为东北部的天气更多地受北极极地涡旋的影响，北极极地涡旋是一圈环绕北极并将寒冷空气困在北极附近的寒风环。如果这个带变形或扩大（有时在冬天会这样做），寒冷的空气就会逸出并席卷中西部，最南端可达海湾。
但马什说，较弱的 AMOC 可能会改变北极极地涡旋，进而影响东北部。漩涡容易受到气候变化的影响，最近的证据表明该结构已经表现得很奇怪。
海平面上升也可能对东海岸和西北欧产生直接影响。目前，北大西洋部分地区的海平面比 AMOC 较弱时低 2.3 英尺（70 厘米），因为强流会导致海平面不均匀。如果 AMOC 减弱，水可能会重新分布，并增加全球变暖直接导致的海平面上升。
AMOC 的变化可能会改变北极极地涡旋，北极涡旋近年来导致了重大的冬季风暴。（图片来源：DenisTangneyJr via Getty Images）
随着北半球的降温，热带和亚热带地区也可能陷入混乱。研究表明，较冷的北大西洋将改变地球的能量平衡，并引发热带辐合带 （ITCZ） 向南移动，ITCZ 是一条在赤道附近环绕地球的云带。
充满水分的 ITCZ 根据地球相对于太阳的位置上下摆动，带来强降雨和风暴。它负责南美洲、西非、印度和东亚的季风——具有不同的湿季和旱季的天气模式。
研究表明，如果 ITCZ 向南移动，它将使季风失去动力至少 100 年。“现在，我们的这些地区已经习惯了在雨季获得这种非常强的降雨，”这项研究的主要作者 Ben-Yami 说。她说，生态系统适应了这些倾盆大雨，人们依靠降雨进行农业。
ITCZ 向南移动将导致西非等地的雨季更短、更干燥。Ben-Yami 说，这些影响可能会持续数十年，并严重扰乱赤道周围的生活。“撒哈拉以南非洲某个地方的农民需要降雨，”她说。
降雨量的变化也会影响亚马逊雨林。Ben-Yami 说，北部和南部的影响可能不同，因为热带雨林如此之大，即使 ITCZ 向南移动，南部仍会获得大量降雨。
但她说，亚马逊北部雨林——包括哥伦比亚、秘鲁、厄瓜多尔、委内瑞拉、苏里南、圭亚那、法属圭亚那和巴西的部分地区——将经历更长、更强烈的旱季，这对该地区来说将是毁灭性的。
Thornalley 说，AMOC 减弱的影响加起来可能会造成数千亿甚至数万亿美元的损失。“这是一个相当大的全球气候转变——这将非常非常昂贵，”Thornalley 告诉 Live Science。
更重要的是，上一个冰河时代（120,000 至 11,500 年前）的北大西洋沉积物表明，与 AMOC 相关的气候突变在过去已经发生过。
“我们知道气候可以做一些非常疯狂的事情，”Thornalley 说。“我们真的、真的、真的非常清楚这一点。”
进行预测
研究人员表示，AMOC 将在 2100 年之前显着减弱，但准确确定最大的变化何时发生是很棘手的。
由于直接测量只能追溯到 20 年前，因此科学家们经常从历史数据中推断出大西洋洋流何时可能达到临界点。临界点是地球系统中某些系统的阈值，一旦超过这些阈值，就会使这些系统从一种稳定状态转变为一种截然不同的状态。
Ben-Yami 说，解释临界点的一个很好的类比是一把椅子。椅子用四条腿站立或躺下时是稳定的;这两者之间的任何位置都是不稳定的。坐在椅子上的人可以稍微向后倾斜，但超过某个阈值后，椅子会翻滚到地上。
2023 年一项引人注目的研究得出结论，AMOC 最早可能在今年达到一个临界点。作者使用 1870 年至 2020 年间北大西洋亚极地环流的海面温度来计算 AMOC 弹性和强度的波动。他们的模型表明，大西洋洋流的弹性越来越弱，甚至可能在本世纪中叶之前就倾覆。
然而，在 2024 年的一篇论文中，Ben-Yami 和其他专家认为，2004 年之前的数据存在太多不确定性，无法预测 AMOC 何时会倾斜。“一旦你考虑到所有这些不确定性，你就不会得到一个实用的预测，”她说。
Ben-Yami 说，没有可靠的预测可能比知道系统何时会失效更糟糕，因为未来非常不明朗。她警告说，面对这种不确定性，“我们应该更加小心”。
虽然一些研究人员正在从过去寻找答案，但另一些研究人员正在寻找早期预警信号，这些信号可以提供有关 AMOC 未来变化的线索。其中一个信号是在南纬 34 度、靠近南非顶端的淡水流入大西洋的淡水量。模型表明，在 AMOC 达到临界点之前，那里的淡水运输至少需要 25 年左右的时间，这意味着专家可以在最大的变化发生之前准确预测 AMOC 的变化。
但是，了解这个最低限度并不能帮助任何人阻止 AMOC 大幅减弱，因为在达到最低限度时逆转驱动因素——人为造成的气候变化——为时已晚，荷兰乌得勒支大学专门研究 AMOC 早期预警信号的博士生 E.J.V. （Emma） Smolders 说。
“我们越来越担心，”斯莫尔德斯告诉，并补充说她的研究小组正在努力寻找其他警告信号，以帮助科学家做出预测，并有更多时间采取行动。
她的小组在 2024 年 6 月发表在预印本数据库 arXiv 上的一项研究中描述了这些替代信号之一。这项尚未经过同行评审的研究发现，南非顶端附近大西洋的盐度可能比淡水更能表明 AMOC 何时会减弱。
根据这种盐运输的模式，Smolders 及其同事估计 AMOC 将在 2050 年左右“崩溃”，这与之前的同行评审研究一致。
马什说，寻找早期预警信号很重要，因为“我们可能需要尽可能多的高级知识来准备民用甚至军事资产”，以应对 AMOC 削弱的后果。他说，可能需要这些资产来保护基础设施和社区免受不可预测的天气的影响。
Marsh 和其他人说，归根结底，无论我们是否确切知道 AMOC 何时会下降，结论都是一样的：通过大幅减少排放到大气中的二氧化碳量来阻止全球变暖。
Thornalley 说，AMOC 可能接近临界点的可能性“应该足以激励我们，同时知道会有什么影响，让我们想要停止我们正在做的事情”。“我们可能无法确切地说我们还剩下多长时间，但 [证据] 表明我们可能有一个临界点，我们真的想避免这种情况。”