作者:亚利桑那大学Mikayla MacE Kelley 东德克萨斯州的输电塔和线路被雪覆盖
根据美国国家海洋和大气管理局的数据,该州在2月份的严重冬季风暴中经历了一场电力危机,造成了约200亿美元的社会经济损失
功劳:马修·雷德 贯穿地球海洋的是一条水传送带
它的搅动是由水温和盐度的差异驱动的,而世界各地的天气模式是由它的活动控制的
一对研究人员研究了这种被称为大西洋经向翻转环流或AMOC的全球传送带的大西洋部分,发现美国的冬季天气严重依赖于这种类似传送带的系统
随着AMOC因气候变化而减速
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会经历更加极端寒冷的冬季天气
这项研究发表在《通信地球与环境》杂志上,由亚利桑那大学地球科学系副教授尹建军领导,美国国家海洋和大气管理局地球物理流体动力学实验室物理学家赵明合著
AMOC是这样工作的:温水在大西洋上游向北流动,并在高纬度地区向大气释放热量
随着水的冷却,它变得更稠密,这导致它沉入深海,在那里它向南流回
“这种环流在海洋中向北输送大量的热量,”尹说
“其数量级为1千兆瓦,或10到15功率瓦
现在,全世界的能源消耗大约是20太瓦,或者说10到12瓦
因此,1千兆瓦足以运行大约50个文明
" 但是随着气候变暖,海洋表面也会变暖
与此同时,格陵兰冰盖经历了融化,这将更多的淡水排入海洋
水的变暖和清新都可以降低地表水的密度,抑制水的下沉,减缓AMOC
如果AMOC变缓,北方的热量输送也会变缓
这很重要,因为赤道从太阳接收的能量比两极多
大气和海洋都将能量从低纬度输送到高纬度
如果海洋不能向北方输送同样多的热量,那么大气必须通过中纬度更极端的天气过程输送更多的热量
当大气将热量向北移动时,冷空气从两极转移到低纬度地区,到达远至美国南部的地方
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南部边境
尹说:“把它想象成连接两个大城市的两条高速公路。”
“如果一个关闭,另一个就会获得更多流量
在大气中,交通就是每天的天气
因此,如果海洋热量传输减慢或停止,天气会变得更加极端
" 尹说,这项研究的动机是得克萨斯州在2月份经历的极端寒冷天气
尹说:“在休斯顿,每天的气温下降到比正常温度低40华氏度。”
“这是夏季/冬季温差的典型范围
这让德州感觉像北极
这种极端的冬季天气在美国发生过几次
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近年来,科学界一直致力于了解这些极端事件背后的机制
" 德克萨斯州的危机造成了大范围的灾难性停电,国家海洋和大气管理局估计社会经济损失总计达200亿美元
尹对海洋在极端天气事件中扮演的角色感到好奇
尹和赵使用最先进的高分辨率全球气候模型来测量对美国气候的影响
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极端寒冷的天气
他们运行了两次模型,第一次是在AMOC运行的情况下观察今天的气候
然后他们调整了模型,向高纬度的北大西洋输入足够的淡水来关闭AMOC
这种差异揭示了AMOC在极端寒冷天气中的作用
他们发现,如果没有AMOC及其向北的热量输送,美国的冬季极寒天气会加剧
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根据最近的观察研究,AMOC在过去的几十年里变弱了
气候模型预测,随着大气中温室气体的增加,它将变得更弱
尹说:“但减弱的幅度还不确定,因为在这一点上,我们不知道格陵兰冰盖到底会融化多少。”
“融化多少取决于温室气体的排放
" 尹说,研究人员在他们的模型中也没有考虑到人类引起的全球变暖的影响,但这是未来感兴趣的领域
他说:“我们基本上只是关闭AMOC(在模型中),看看极端天气的反应。”
“接下来,我们想把温室气体考虑进去,看看AMOC经济放缓和全球变暖对极端寒冷天气的综合影响
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