科學家們記錄了北大西洋和南極洲之間的兩部分氣候聯系，壹個是快速的大氣通道，另壹個是速度慢得多的海洋通道，這導致了上壹個冰河時代氣候的快速變化——而且可能會再次發生。
在本周公布的壹項新的研究在自然界中,壹個國際科學家小組描述極其突然的氣候變化事件60000到12000年前來自海洋的不斷加強和削弱電流變暖格陵蘭島和歐洲將溫水從熱帶地區通過墨西哥灣流進北大西洋。這種洋流被稱為大西洋經向翻轉環流(AMOC)。新的研究記錄了北大西洋如何將這些極端事件傳播到地球另壹端的南極洲。“北大西洋以兩種不同的時間尺度向南極洲發送信息，”俄勒岡州立大學(Oregon State University)氣候變化專家、這項研究的主要作者克裏斯托布澤特(Christo Buizert)說。“這種大氣聯系就像短信馬上就會到達，而海洋聯系更像是明信片，需要時間才能到達——在這種情況下，需要200年，相比之下，郵政服務看起來相當不錯。”“當北大西洋因為AMOC的加強而變暖時，整個南極洲最終會因為海洋的變化而變冷。”它始於風，但兩個世紀後，海洋帶來了更大的影響。
在上壹個冰河時代，這種AMOC洋流通常非常弱，將北大西洋地區拖入寒冷的環境中。但研究人員說，偶爾它會迅速加強，導致格陵蘭島突然變暖。每當格陵蘭島變暖，地球另壹邊的南極洲的氣候就會發生兩次變化。全球大氣條件立即發生變化，南極周圍吹來的西風遠離陸地，導致南極部分地區變暖，部分地區變冷。後半部分的影響要慢得多，南半球海洋的冷卻作用在南極洲200年裏沒有顯現出來。
俄勒岡州立大學的大氣科學家賈斯汀·維特斯坦(Justin Wettstein)是這項研究的合著者，他說，這項研究解釋了為什麽格陵蘭島和南極洲的氣候長期以來並沒有完全壹致。“這是妳第壹次如此清楚地看到氣候如何在時間尺度上運行的具體細節，而不是我們的氣象觀測，”Wettstein說。“它讓我們看到格陵蘭島和南極洲在時間和空間上是如何聯系在壹起的——在人們拿著溫度計到處跑測量溫度之前。”
為了重建氣候，研究人員檢查了南極洲五個不同地點的冰芯，並通過觀察火山灰層來同步日期。他們通過分析水同位素的比值來測量溫度的變化。然後，他們將這些數據與格陵蘭島冰核中所謂的“丹斯加德-奧斯奇格”事件的確定日期進行比對，以確定兩個半球之間的聯系。研究人員稱，在10萬到2萬年前的上壹個冰河時期，這些極端突發性事件發生了大約25次。布伊澤特說:“當墨西哥灣暖流達到最大強度時，格陵蘭島將在十年內變暖10到15攝氏度。”“這種變化是突然而巨大的。當海洋向北方輸送熱量時，全球海洋的其他部分開始冷卻。南極洲最終“註意到”海洋正在變冷，但那是在200年後。Buizert說，南極洲過去的大氣變化有壹個特定的模式，即哪裏更溫暖，哪裏更寒冷——這是壹種溫度指紋。Buizert說:“通過觀察現代的觀測數據，我們可以發現過去發生過的事情的相似之處，這真是太棒了。”“就像法醫偵探壹樣，我們可以將冰芯的溫度指紋與現代風的指紋進行比較。”我們就是這樣確定罪魁禍首的——南半球的西風。
觀測數據和氣候模型顯示，由於全球氣候變化，今天的AMOC洋流正在減弱，因此，上壹個冰河世紀發生的事情可能會再次發生。研究人員說，如果過去可以作為未來氣候變化的指南，那麽亞洲季風的減弱可能會降低亞洲季風的強度，數十億人的生計將依賴於降雨。南半球風向的變化也會降低海洋吸收二氧化碳的能力，這意味著更多的二氧化碳排放將留在大氣中，從而加強溫室效應。“我們知道我們的世界正在平均變暖，但區域變化也取決於大氣和海洋環流的反應，”Wettstein說，“氣候模型在這壹點上仍有分歧。”這項研究為我們提供了壹個過去循環變化的真實例子，我們可以用它來測試和改進我們的模型。
研究人員警告說，除了AMOC，其他影響也會影響氣候變化——溫室氣體導致的氣溫上升是全球的壹個主要因素，而臭氧層的變化會影響南極的風型和氣候。布澤特曾多次前往南極洲和格陵蘭島進行科學考察。他說，這項研究“對於像我們這樣的氣候極客來說，弄清楚氣候的各個部分是如何聯系在壹起的，真的很令人興奮。”他指出:“這些發現還可能對未來產生影響。”“由於全球變暖和格陵蘭島的融水，AMOC正在減弱。“短信”正在發送，大氣條件正在發生變化。明信片已經在路上了。