西南极冰盖融化导致的水流变化影响了北大西洋暖流（AMOC）的稳定性

《SCIENCE ADVANCES》：Meltwater from West Antarctic ice sheet tipping affects AMOC resilience

AMOC稳定性受GIS和WAIS融化耦合影响，WAIS熔水可延迟或完全阻止AMOC崩溃，机制包括淡水输运与密度梯度变化。

　　气候变化带来的影响日益加剧，而地球系统中可能存在一些关键的临界阈值或“临界点”，一旦这些临界点被突破，气候系统可能就会发生剧烈且不可逆的变化。这些变化可能对全球气候、生态系统以及人类社会产生深远影响。在众多关键临界点中，大西洋经向翻转环流（AMOC）和极地冰盖被特别关注，因为它们之间的相互作用可能引发一系列连锁的临界点事件。尽管已有研究确认了格陵兰冰盖（GIS）融化对AMOC的破坏性影响，但西南极冰盖（WAIS）的临界点对AMOC的影响仍存在不确定性。因此，理解这些冰盖变化对AMOC的潜在影响，对于预测未来气候情景至关重要。

AMOC是一个全球范围内的海洋环流系统，它在调节地球热量、盐分和营养物质的分布方面发挥着关键作用。AMOC的稳定性主要依赖于大西洋北部海水的下沉，这一过程受到盐度-环流反馈的影响。当大西洋北部的海水盐度因淡水输入而降低时，海水下沉减弱，进而导致AMOC整体减弱。这种反馈机制使得AMOC在面对极地冰盖融化等外部扰动时，可能更容易发生崩溃。与此同时，极地冰盖的消融也与全球变暖密切相关，尤其是GIS和WAIS，它们在当前的气候变暖水平下就有可能经历不可逆的崩溃。

然而，极地冰盖与AMOC之间的相互作用并非单一方向的。一方面，GIS的融化可能导致大西洋北部淡水输入，从而加剧AMOC的削弱；另一方面，WAIS的融化可能通过不同的机制对AMOC产生保护作用。例如，一些研究表明，南极洲的淡水输入可能在短期内增强AMOC，这一现象被称为“双极海洋跷跷板效应”。这种效应源于南极深层水形成减少，从而促使大西洋北部深层水形成增加，进而增强AMOC。然而，这种机制在模型模拟中表现并不一致，可能受到多种因素的影响。

此外，WAIS的融化还可能通过其他方式影响AMOC的稳定性。例如，南极洲的淡水向北输送至大西洋，可能在长期内抑制大西洋深层水的形成，从而削弱AMOC。然而，某些WAIS的融化路径可能会改变AMOC对GIS融化输入的响应，使得AMOC的崩溃被延迟甚至完全避免。这种复杂的相互作用使得研究WAIS对AMOC的影响变得尤为重要。

为了深入探讨这些相互作用，研究人员利用了一个中等复杂度的地球系统模型CLIMBER-X，进行了多组实验，模拟了GIS和WAIS融化对AMOC的影响。在这些实验中，研究人员使用了代表可能融化轨迹的淡水输入数据，模拟了不同时间尺度和延迟条件下的融化过程。实验结果显示，WAIS的融化对AMOC的稳定性具有双重作用，既可能增强也可能削弱其对GIS融化输入的响应。特别是在某些情况下，WAIS的融化能够显著提高AMOC对GIS融化输入的抵抗力，甚至阻止AMOC的崩溃。

在具体实验中，研究人员发现，当WAIS的融化输入在GIS崩溃之后发生时，AMOC的恢复过程可能会被加速。这种加速恢复的机制可能与南极洲深层水形成减少、大西洋北部深层水形成增强有关。同时，当WAIS的融化输入发生在GIS崩溃之前时，AMOC的削弱过程可能会被加剧，导致更早的崩溃发生。这些结果表明，WAIS的融化路径对AMOC的影响取决于其时间尺度和与GIS融化输入之间的相对延迟。

研究还揭示了AMOC稳定性的另一种可能机制。在某些实验条件下，WAIS的融化输入可能在短时间内减少大西洋北部的淡水输入，从而促进AMOC的恢复。这种恢复过程可能通过改变大西洋北部的盐度分布，增强海水下沉能力，进而提升AMOC的强度。同时，WAIS的融化输入可能在一定程度上改变全球大气环流模式，从而间接影响AMOC的稳定性。

研究团队进一步分析了AMOC在不同融化路径下的变化趋势，发现WAIS的融化输入可以显著改变AMOC对GIS融化输入的响应。在某些情况下，WAIS的融化输入甚至能够阻止AMOC的完全崩溃，这一现象在概念模型中已经被发现，但在CLIMBER-X模型中得到了验证。这种稳定机制可能涉及多个因素，包括淡水的时空分布、海洋环流的反馈作用以及大气环流的调整。

这些研究结果对于理解未来气候变化的影响具有重要意义。由于极地冰盖的融化速率和时间尺度存在较大不确定性，研究团队在模型中引入了多种可能的融化路径，以模拟不同的未来情景。这些路径涵盖了从几十年到几千年的变化范围，使得研究结果更具普适性。此外，研究还指出，高排放情景下，GIS和WAIS的融化可能会在本世纪内发生，而WAIS的快速融化可能对AMOC的稳定性产生关键影响。

研究还强调了模型在理解这些复杂相互作用中的重要性。尽管CLIMBER-X是一个中等复杂度的模型，但它能够捕捉到许多关键的气候过程，如AMOC的稳定性、淡水对海洋环流的影响等。研究团队认为，未来需要更多高分辨率模型来进一步验证这些机制，并减少不确定性。

总体而言，研究揭示了WAIS融化对AMOC的多方面影响，包括增强、削弱以及稳定。这些结果表明，极地冰盖的变化可能对全球气候系统产生深远影响，而理解这些影响对于制定有效的气候适应和减缓策略至关重要。此外，研究还指出，极地冰盖的融化速率和时间尺度是影响AMOC稳定性的关键因素，因此需要进一步的研究来准确预测这些变化，并评估其对全球气候的潜在影响。