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什么是海流？从图上看，用线条画的海流很容易引起误解，让人以为海流就是海里的河流，只是没有岸罢了。错了，海流不是河流，海流并不像河流那样有固定的路径，而是常常以涡流的形式出现。因此，海流尤其是深层海流的测量，不像河流那么容易，而是根据水温、盐度、含氧量等水的性质追溯来源，从而推论出海流来，因此有很大的猜测性。20世纪下半叶以来，研究最多、影响最大、同时争议也最多的，是大西洋的“经向翻转流”，也就是沿着经线的南北方向，在海洋上下层之间的海流。
简单地说，海水总是按着密度分层：温度高、盐度低的水密度低，浮在上层；冷和咸的水密度高，沉在底层。可是这种分层又很容易被破坏，造成不同范围的“翻转”。小的翻转很快，表层海水昼夜就可以升降，而深部海水的缓慢翻转可以长达千年。学术界早已提出了大西洋经向环流的假设：北大西洋北部表层水，由于降温和结冰，既冷又咸的海水下沉成为北大西洋深层水，在深部向南流，到南半球以后又上翻返回北大西洋，也就是所谓“大西洋经向翻转流”（图1.11）。这种洋流当然产生气候效应：地球表面接收太阳的能量在低纬区为多，这种经向翻转流正好提供了在海里将低纬区的能量送往高纬区的机制。
图 1.11 大西洋经向翻转流。A.大西洋上层（红色）和深层（蓝色）的洋流；B.大西洋南北向剖面图，黑色为海底，底色表示含氧量，箭头表示海流。
图 1.12 布勒克的“大洋传送带”。蓝色为深层流，红色为表层流。
正好自从1960—1970年代开始，古气候研究有了惊人的发现：科学家在北极格陵兰的冰盖上打钻，根据冰芯提供的高分辨的气候记录，发现气候可以发生突然变化。比如在距今12 000年前后，在末次冰期结束全球回暖的过程里，突然出现了1200年的冷期，而且这种冷期来去匆匆：只要50年的时间，格陵兰上空的温度就可以突然上升或者下降7℃。人们在寻找气候突变的原因时，自然联想到了大西洋的经向翻转流的热量输送机制：只要反转流突然停止，热带的热量过不来，高纬区的气温岂不就会突然下降？
果然，美国古海洋学权威布勒克（Wally Broecker）提出了气候突变机制的假说：在北大西洋北部，无论是大量冰山融化产生淡水，还是融冰湖水注入海洋，只要表层海水淡化，使得海水分层，就会阻止北大西洋深层水的产生；没有了冷水的沉降，大西洋经向翻转流就会停闭，从而阻止低纬向高纬的热量传输，造成北半球气候突然变冷。这样，就找到了气候突变的海洋机制。他进一步把翻转流比喻为“大洋传送带”（the Great Conveyor Belt）（图1.12），翻转流停闭就是传送带中断。大洋传送带的开启和停闭，可以造成千年尺度的气候突变。
因为经向翻转流是海水温度和盐度差别造成的，因此也可以称为“温盐环流”。这温盐环流影响全大洋，前些年放映的科幻电影《后天》，讲的就是“传送带”切断造成突然降温的灾害。
“大洋传送带”假设是20世纪晚期古气候学研究的一大突破，为古气候记录中的一系列问题提供了答案。它突出了北大西洋高纬区在全球气候变化中的主导作用，不但为冰期旋回中许多地质记录的理解设定了基调，也为现代海洋化学中一系列的观测现象提供了解释，包括深部海水中放射性碳、磷等营养元素的分布。深海中海水的放射性碳的年龄，代表着海水离开海面以后的滞留时间，因此也可以理解为海水的“年龄”。测量的结果显示：热带大西洋3000m深处的海水平均年龄只有350年，而同样深度热带太平洋的深层水有1550年，说明北大西洋深部海水最“年轻”，流到北太平洋已经是“千岁”的老水，与“大洋传送带”的假设一致。
近 30 年来，“大洋传送带”的概念在学术界根深蒂固，似乎已经是天经地义的真理。但是学无止境，正在学术界为这项发现热烈欢呼的时候，最近的科学发展却从根子上对“大洋传送带”提出了挑战。