神秘的“北冰洋水库”正在消失？

摘要：你有没有想过，北极的洋流会影响全球气候？其实，北冰洋里有一个叫做“波弗特环流”（Beaufort Gyre）的神秘水流系统，它就像一个巨大的“水库”，储存了大量的淡水。这个“水库”的存在，一直在默默地调节着全球气候，像是大自然的一个隐形“保险丝”。但最近，科学

本文来源：“海洋与湿地”（OceanWetlands）

格陵兰岛的冰山。©摄影：王敏幹（John MK Wong）

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你有没有想过，北极的洋流会影响全球气候？其实，北冰洋里有一个叫做“波弗特环流”（Beaufort Gyre）的神秘水流系统，它就像一个巨大的“水库”，储存了大量的淡水。这个“水库”的存在，一直在默默地调节着全球气候，像是大自然的一个隐形“保险丝”。但最近，科学家们发现，这个水库可能正在悄悄消失，而这可能会给全球气候带来巨大影响。

“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到，2025年3月31日一篇发表在《海洋研究期刊》（Journal of Geophysical Research: Oceans）上的最新研究，通过评估第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）中的全球气候模型，深入探讨了北冰洋波弗特环流（BG）的现状和未来演变。研究发现，大多数模型高估了波弗特环流的面积、强度和向北延伸的范围，并预测在气候变暖的背景下，该环流将在本世纪末显著减弱、甚至消失。

这张图片展示了北极圈以北（60°N以上）的海底地貌，其深度信息（以颜色区分）来源于最新的全球海洋深度数据集合。图中清晰地呈现了北极地区两大主要海洋环流系统：波弗特环流（用蓝色箭头表示）和波弗特高压（用红色阴影标示）。为了便于研究，图中还特别标出了一个称为“BGx区域”的黑色方框，该区域用于分析气候模型（CMIP6）中扩展的波弗特环流。此外，图中还通过编号方框（1、2、3）标示了基于实际观测所得的波弗特环流和波弗特高压的中心位置，以及海冰厚度最大值所在的参考区域。最后，为了便于盐度数据的空间对比，图中还用灰色方框（A和B）标出了西弗拉姆海峡和戴维斯海峡这两个重要海峡的位置。图源：Athanase, Marylou, et al.

CMIP6的全称是“第六次国际耦合模式比较计划”，这是一个大型的国际合作项目，由世界气候研究计划（WCRP）组织，旨在通过比较和分析全球众多气候模式的模拟结果，来更好地理解地球气候系统的运作方式，并预测未来的气候变化。简单来说，CMIP6就像是一个“气候模拟大赛”，来自世界各地的科学家们使用各自开发的气候模型，在相同的实验条件下进行模拟，然后将结果进行比较和分析，以找出不同模型之间的差异和共性，从而提高我们对气候变化及其影响的认识。

波弗特环流是一个缓慢旋转的洋流，位于北冰洋的加拿大盆地上方。它的形成和变化主要受到大气压力系统的控制，特别是“波弗特高压”（Beaufort High）的影响。这个环流的作用极其关键——它不仅像海洋的“蓄水池”一样积累淡水，还在特定条件下释放这些淡水，影响整个北冰洋，甚至北大西洋的环境。

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那么，为什么这个环流这么重要呢？因为它储存的淡水影响着北极海水的盐度变化，而盐度变化又会影响全球海洋环流。如果波弗特环流突然释放大量淡水进入北大西洋，可能会干扰海洋深层水的形成，甚至改变整个大西洋的洋流结构。而大西洋洋流的变化，最终可能会改变世界各地的气候模式。

在这个研究中，科学家们利用最新的气候模型CMIP6分析了波弗特环流的历史变化，并预测了它的未来趋势。他们发现，在过去的几十年里，波弗特环流积累了越来越多的淡水，主要是因为风力的增强。但是，与此同时，北极的海冰正在减少，而这可能会改变风对海洋的影响方式。

该研究团队分析了27个CMIP6模型的历史和气候变化模拟结果，发现大多数模型高估了环流的面积、强度和向北延伸的范围。

上图：北极浮冰。©赵宇 | 绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）

研究人员分析了两种未来气候情景：

第一种是中等排放情景（SSP2-4.5），如果全球温室气体排放适中减少，波弗特环流会逐渐减弱，但仍然保持一定的稳定性。

第二种是高排放情景（SSP5-8.5），如果温室气体排放持续增加，到了本世纪末，波弗特环流可能会完全消失！

在剔除模拟环流及其驱动因素（即海冰覆盖和波弗特高压）过于不准确的模型后，研究人员量化了中间排放情景SSP2-4.5和高增温情景SSP5-8.5下环流的变化。结果显示，到21世纪末，大多数模型模拟出波弗特环流显著减弱甚至消失，尤其是在SSP5-8.5情景下。

这张地图展示了在SSP5-8.5高排放情景下，预计到2070-2099年期间（30年平均值），相对于1985-2014年历史时期，北冰洋海面高度（SSH）的变化（单位：米）。该变化是基于18个气候模型中，模拟出波弗特环流消失的10个模型（及其所有成员）的平均结果。图源：Athanase, Marylou, et al.

为什么会这样呢？该研究表明，波弗特环流的衰退主要是因为波弗特高压的减弱，而这个高压系统的变化又与海冰减少密切相关。简单来说，随着全球变暖，北极的海冰越来越薄，风的作用方式也在改变，使得波弗特环流的“蓄水”功能逐渐失效。

许多人都听说过，如今的北极，正在经历一场惊人的转变——海冰在快速消失。这不仅仅是北极的问题，更是整个地球的问题。也许有人会问：北极的冰少了，和我们日常生活有什么关系？其实，北极就像是地球的"空调"，它的冷却作用影响着全球的气候。如果北极的海冰继续减少，我们的世界将变得更加极端——更热的夏天、更冷的冬天、更猛烈的台风和更频繁的洪水。

冰川融雪形成的瀑布，正在从冰崖壁上的缝隙中喷薄而出。摄影师：赵宇 ©绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）

波弗特环流的消失，可能会造成一连串的连锁反应。它会减少北冰洋中淡水的储存量，使得海洋的盐度梯度变小。这种变化可能会影响北极和北大西洋之间的水交换，甚至改变全球洋流系统。

其中，最值得关注的是“大西洋经向翻转环流”（Atlantic Meridional Overturning Circulation，简称AMOC）。这个环流就像一条海洋输送带，将热量从赤道输送到高纬度地区。如果波弗特环流释放大量淡水进入北大西洋，可能会干扰AMOC的稳定性，甚至导致其减弱。这对全球气候的影响可不小——欧洲可能会变冷，而热带地区则可能更热、更潮湿。

此外，海洋环流的变化还会影响渔业。很多鱼类依赖洋流的流动来迁徙和繁殖，如果洋流变了，鱼群的分布也会改变，进而影响全球渔业经济。例如，大西洋鳕鱼等经济鱼类可能会因为海水盐度和温度的变化而迁移，影响依赖这些渔业资源的国家。

从太空俯瞰北极（2021年1月1日）。来源：GoogleEarth

或许你会问，这种变化真的会发生吗？科学家们已经观察到波弗特环流在过去几十年间的变化，它已经储存了比以往更多的淡水，而海冰的减少也正在改变风的模式。如果全球变暖趋势继续，波弗特环流的消退可能只是时间问题。

那么，未来会怎样？目前，科学家们仍然在努力完善气候模型，以更准确地预测波弗特环流的“命运”。虽然气候模型在模拟波弗特环流时仍存在一定的误差，但几乎所有研究都指出：如果全球变暖持续下去，波弗特环流的衰退几乎是不可避免的。

或许，有人会认为这只是学术研究，跟普通人关系不大。但实际上这个“北冰洋水库”的变化，不仅仅是北极的问题，它关系到全球气候。所以，气候行动刻不容缓——全球各国需要加强合作，来共同应对气候变化问题。

感兴趣的“海洋与湿地”读者可以参看该最新研究的全文：

Marylou Athanase, Raphael Köhler, Céline Heuzé, Xavier Lévine, Ryan Williams. The Arctic Beaufort Gyre in CMIP6 Models: Present and Future. Journal of Geophysical Research: Oceans, 2025 DOI: 10.1029/2024JC021873