6.5 溫鹽環流及其對氣候的影響:

溫鹽環流( thermohaline circulation )是因為海水溫度、鹽度分布不均，造成密度不同所引起的環流。其分布與表面洋流十分不同，多在深海，而且移動緩慢，時間尺度是以百年甚至千年來計算。溫鹽環流的分布如圖6-14所示，其源頭在北大西洋。那是因為北大西洋的洋流在往北行進過程中，海水釋出熱量至大氣，逐漸變冷， 加上不斷地蒸發使得海水鹽度( salinity ) 逐漸變冷， 加上不斷地蒸發使得海水鹽度( salinity )增加。因此，愈往北海水愈冷愈鹹，也因此愈重，最後終於在北大西洋下沈至深海，形成北大西洋深層海水( North Atlantic Deep Water)。溫鹽環流繼續往南大西洋流動，在非洲南端及南極洲之間流進印度洋。這些又冷又鹹的海水繼續往東進入太平洋而且逐漸上升，形成較淺較暖的洋流，再繞了個圈回流入印度洋，最後進入南大西洋，往北至北大西洋。

地球氣候脫離上一冰河期之後，在一萬年前左右溫度突然下降，形成一短暫的冷期，稱為新仙女木（Younger Dryas）。美國哥倫比亞大學Broecker等人認為溫鹽環流的改變是造成此一現象的主因。他們的的看法是: 天文因素的變化使地球逐漸脫離上一個冰期( 約1萬8千年前 )，北美冰河大量溶化，某種因素改變了淡水向南流入墨西哥灣的現象，反使得大量淡水向北流入北大西洋，表面海水因之變輕(因為，含鹽量變小)，下沈海水量變少，溫鹽環流因而變弱。海表面往北洋流也連帶的減弱，北傳的熱量減少，降低海洋調節高緯大氣的功能，氣溫因此迅速下降。

有些科學家利用大氣/海洋耦合模式去模擬溫鹽環流對新仙女木氣候的影響他們假設二種狀況，一種是有溫鹽環流，即在北大西洋海水下沈，另一種是無海水下沈。結果顯示溫鹽環流不但使北大西洋氣溫昇高，北半球平均氣溫也昇高，但是南半球氣溫則下降。相反的，如果沒有溫鹽環流，北大西洋及北半球平均氣溫皆將下降。他們的研究證實了Broecker等人的看法。

除了影響氣候，北大西洋也具有調節大氣中二氧化碳濃度的作用。這是因為，大量二氧化碳在北大西洋溶解於海水，隨著海水下沈進入溫鹽環流，使得北大西洋成為吸收二氧化碳的主要海洋地區之一。