大西洋经向翻转环流（AMOC）是地球气候系统的一个关键元素，其在大西洋上层向北输送大量热量和盐分。虽然其可能性仍然非常不确定，但因人为气候变化而导致的AMOC崩溃将带来灾难性的生态和社会后果。在热带脆弱的季风区域尤为如此。然而，AMOC崩溃对热带季风系统的确切影响仍不清楚。在9月3日发表于《地球的未来》的一项国际研究中，由德国慕尼黑工业大学（TUM）和波茨坦气候影响研究所（PIK）作者牵头的团队，利用一个气候模型相互比较计划，对AMOC崩溃对主要热带季风系统的季节性影响进行了详细、系统的分析。
大西洋经向翻转环流（AMOC）崩溃对全球降水的模拟影响。（Ben-Yami et al.《地球的未来》2024）
全球变暖威胁着AMOC，因为其正在融化冰川和冰盖，然后将淡水渗入到北大西洋。这就稀释了顶层海水的盐度，使它们无法下沉到海底，在那里它们通常会推动环流向南回流。“AMOC基本上取决于北方下沉的含盐量更高、密度更大的水，”首席作者、TUM和PIK专门研究气候临界点的研究员Maya Ben-Yami解释说。“通过将水淡化，你基本上就停止了环流。”
该研究中，Ben-Yami等人通过实验对AMOC崩溃对热带季风系统的影响进行了评估，实验对四个具有双稳态AMOC的最先进气候模型采用了相同的淡水扰动方法。与之前研究的结果相反，他们发现降水变化的空间和季节模式在不同模型之间具有显著的一致性。他们重点关注了南美季风(SAM)、西非季风(WAM)、印度夏季季风(ISM)和东亚夏季季风(EASM)。
Ben-Yami等人指出，他们的研究是自Stouffer等人（https://doi.org/10.1175/JCLI3689.1）以来首次比较了AMOC崩溃在多个模型中的影响，也是首次在不同模型中应用相同的淡水扰动强度和位置的实验。此外，他们将对年平均降水的标准分析扩展到了对季节变化的详细分析。因而他们能够提供所有四个季风区域的新信息，详细说明区域和局地季节性周期的变化。“就AMOC崩溃对社会和生态的影响而言，季节性变化的细微差别尤为重要，”他们指出。
该研究所调查的四个季风系统是全球气候的重要组成部分。世界上一半以上的人口受到季风的影响，使其成为人为全球变暖可能造成影响的重中之重。该研究首次在具有相同淡水扰动条件的多个国际耦合模式比较计划第六阶段（CMIP6）模型模拟中比较了AMOC崩溃对季风系统的影响。
四个模型集合平均值的平均降水异常。（Ben-Yami et al.《地球的未来》2024）
“虽然本研究中使用的四个模型具有不同的大西洋热带辐合带（ITCZ）偏差，但它们在降水响应AMOC崩溃模式上的一致性是该模式稳健性的有力证明，”作者们写道。各个模型的总体响应结构在地理上和季节上都非常一致。WAM、ISM和EASM显示，在AMOC崩溃影响下总体趋于变干，雨季缩短，旱季延长。与WAM、ISM和EASM相关的全年降水减少可能会产生严重的生态和社会经济影响。AMOC的崩溃对SAM，以及由此对亚马逊雨林的影响，却更加不确定。“四种不同的全球环流模型（GCM）实验的一致性使我们得出结论，AMOC崩溃对亚马逊的总体影响可能抵消未来全球变暖情景下预估的降水减少，”作者们写道。
Ben-Yami等人还指出，该研究中所探讨影响的一个关键特性是它们会至少持续一百年，因此在人的一生中是不可逆转的。如果温度恢复到工业化前水平，人为强迫对季风降雨的直接影响可以逆转，但在该研究考虑的实验中，AMOC的崩溃是永久性的，这在之前的许多淡水扰动实验中并不确定。“因此，本研究中提出的影响可能代表着长期变化，甚至在恢复到工业化前的条件下仍会持续存在，”他们写道。
“无论是否与温度升高相结合，AMOC的崩溃都将导致全球季风系统的重大重组，”Ben-Yami等人总结道。“本研究表明，这种重组将会对WAM、ISM和EASM产生不利影响，而对SAM和亚马逊雨林的影响则更加不确定。”
（文/牛静美）
【参考来源：】
Ben-Yami et al.《AMOC崩溃对季风降雨的影响：多模型比较》《地球的未来》2024（开放获取）
https://doi.org/10.1029/2023EF003959
https://www.researchgate.net/publication/383691959_Impacts_of_AMOC_Collapse_on_Monsoon_Rainfall_A_Multi-Model_Comparison
https://www.livescience.com/planet-earth/rivers-oceans/gulf-stream-collapse-would-throw-tropical-monsoons-into-chaos-for-at-least-100-years-study-finds
