大西洋经向翻转环流崩溃将导致大量海洋碳释放并引发额外全球变暖

为什么这个海洋故事很重要

许多气候警告集中在气温上升和冰融化，但在表层之下，巨大的海洋输送带默默地帮助稳定我们的气候。本研究探讨了如果大西洋的这条输送带崩溃可能产生的后果。作者发现，这种崩溃不仅会使区域气温变化达若干摄氏度，还会释放海洋中储存的碳，从而在有人为驱动的气候变化基础上增加额外的长期增暖。

一个行星尺度的海洋输送带

大西洋经向翻转环流（AMOC）是一个庞大的洋流系统，将温暖的表层水向北输送，并在深层将冷而致密的水向南返回。它有助于保持西北欧的温和气候，并影响全球的天气格局。科学家担心，来自降雨、河流和冰融的淡水输入增加可能削弱该环流。古气候记录表明，剧烈的AMOC变化曾与突发气候摆动同时发生，但在今天这个更温暖且碳含量更高的世界中，其后果仍不确定。

测试一个气候临界点

为探究这一风险，研究人员使用了一个快速但较全面的地球系统模型CLIMBER‑X。他们先让模拟气候在不同二氧化碳水平下——从前工业条件到超过两倍浓度——达到长期平衡。然后向北大西洋加入大量淡水脉冲以强迫AMOC关闭，并观察数千年间气温和碳循环如何演变。通过运行三种模型版本——一种具有完整的陆地和海洋生物作用，一种仅包括海洋碳，以及一种大气碳固定的版本——他们能够将物理冷却与碳驱动的增温区分开来。

北冷南热的格局

当环流崩溃时，行星并未简单地变冷。输往北大西洋的热量输送急剧减少，导致该地区及北极周边出现强烈冷却——在长期模拟中，远北地区约下降7摄氏度。扩大了的海冰反射更多阳光，加强了这一下降。与此同时，南半球变暖，尤其是南极附近，最终温度上升约6摄氏度。在中高碳排放背景下，结合持续的温室增暖，南大洋的某些区域比前工业时期高出超过10摄氏度，而北大西洋则明显变冷。

隐藏的碳上升至表层

最令人惊讶的结果与碳有关。从物理上讲，停摆倾向于使全球略微冷却。但环流变化也重组了海洋储碳的方式。随着大西洋输送带停滞，南极周围触发了深层混合。这一过程“开启”了富含碳的深层水体，允许大量溶解碳逸出到大气中。视背景二氧化碳水平而定，在完全交互的模型中，大气浓度上升约47至83个百万分比，相当于向空气中增加约100至1750亿吨碳。陆地生态系统吸收了部分额外碳，但不足以抵消全部，因此行星的平均温度最终比崩溃前高出约0.2摄氏度。

这对我们的未来意味着什么

用通俗的话说，这项工作表明，大西洋环流崩溃将是双重冲击：它会使一些北部地区急剧降温，同时在南部引发强烈增温和碳释放，推动全球气温进一步上升。尽管这样的长期、完全实现的变化未必会完全如模型所示展开，但该研究突出了一个关键风险。深海常被视为我们排放的安静储存库，但一旦越过主要环流临界点，它可能成为额外温室气体的来源，放大而非缓和气候变化。

引用: Nian, D., Willeit, M., Wunderling, N. et al. Collapse of the Atlantic meridional overturning circulation would lead to substantial oceanic carbon release and additional global warming. Commun Earth Environ 7, 295 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03427-w

关键词: 大西洋翻转环流, 海洋碳释放, 气候临界点, 南大洋增温, 全球变暖