作者：王晓凡 （LASG,2012级 硕博研究生） 

　　2004年一部灾难电影《后天》让人们见识到了大自然狂暴可怖的一面，世界各地经历了冰雹、龙卷、海啸、暴风雪的洗礼之后气温骤降，陷入了冰河时代一般极度的严寒，人类文明岌岌可危。影片中古气候学家霍尔对此的解释是：全球变暖造成冰盖融化稀释了海水，中断了北大西洋的热盐环流，从而导致气候剧变。 

　　这个听起来很厉害的“热盐环流”到底是何方神圣？就让我们一起来了解一下吧。 

 　　电影《后天》海报

　　海水沿一定途径的大规模流动称为洋流。洋流的成因主要有两种：一种是由风吹动海水形成的海流，称为风生流；另一种是由于海水不同区域之间密度的差异造成的海流。而海水的密度是由其温度和盐度共同决定的，当海面受热不均匀或者蒸发降水不均匀时，就会使海水的温度和盐度发生改变，进而造成海水密度分布不均匀，这样产生海流称为热盐流（也叫“温盐流”）。 

　　风对海流的影响只能到达海洋的上层和中层，大洋深层主要是海水密度差异在起作用。根据估算，全球只有10%的海水受到风生流的影响，而其余90%的海水都是受热盐流的控制。 

　　全球表层洋流分布图

　　在表层海流中有一支赫赫有名的洋流——北大西洋暖流，这只自南向北的洋流作为墨西哥湾流的分支之一，将低纬度的热量源源不断地向中高纬度输送，在它的影响下，欧洲西北部的冬季要比同纬度欧亚大陆内部和东部地区暖和得多，甚至在北极圈内还有摩尔曼斯克这样著名的不冻港。不过，你知道这支海流在完成为西北欧送温暖的任务之后又去了哪里么？ 　 

　　原来，北大西洋暖流在北上的路途中不断奉献自己的热量，温度下降，密度升高，海水变得更“重”，于是就在大西洋的高纬度地区下沉到了大洋深处，这些下沉的海水转而掉头向南流动，这就是大西洋经圈翻转流。然而当我们将视角进一步扩展到全球就会发现，大西洋经圈翻转流其实是整个热盐环流体系中的一部分。 

　　早在1987年，美国地球年代学和海洋化学家Broecker就提出了全球大洋输送带的概念。如图所示，红色线条表示表层洋流，蓝色线条表示深层洋流。表层海水在北大西洋地区沉入深海后一路向南在南极地区绕极而流，随后分为两支分别在印度洋和北太平洋上翻到海表，再绕过非洲南部从大西洋北上，形成一个闭合的传送带。海水在流动过程中伴随着物质和能量的传输，对维持全球能量平衡有着重要作用。不过由于海洋观测资料无论在时间长度还是空间分布上都十分匮乏，这幅概念图中的许多环节尚未得到证实，还有待于进一步研究。 

大洋输送带概念图 

　　知道了这些，《后天》里描述的气候灾难是如何发生的也就不难理解了。在全球变暖的影响下，极地冰盖融化，将大量的淡水注入了海洋，导致大西洋北部海水密度变小，海水的下沉减弱，热盐环流减缓甚至停滞，随后牵一发而动全身，全球的热量平衡被打破，高纬度地区变得异常寒冷。 

　　不过，需要指出的是，虽然这一过程在科学理论上是可行的，但电影描绘的情节却几乎不可能发生在真实世界中。海洋深层洋流的变化是十分缓慢的，整个大洋输送带的运动周期甚至达到千年尺度。热盐环流等海洋变化的信号通过热量释放等方式传递到大气中再影响气候变化也是十年尺度上的事，所以电影中的几天之内全球范围急剧大幅降温是不可能实现的。 

　　 [作者已授权首发，如有转发请与作者本人联系，请勿私自转发]