气候变化的影响已经逐渐显现，全球温度上升、冰川融化、海平面上升等现象都在加速发生。由于气候变化不仅影响大气温度，还会改变海洋温度、盐度、风力模式和海冰覆盖范围，这些因素直接关系到全球洋流系统的稳定性。而环南冰洋水流作为全球海洋“传送带”中的关键环节，其流速和强度对地球气候、海洋生态系统及生物多样性有着深远的影响。因此，科学家们意识到，南极环流可能会受到气候变化的严重影响，尤其是在冰盖融化的背景下，研究南极环流的变化变得尤为重要。

“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到，2025年3月3日，一篇发表在《环境研究快报》（Environmental Research Letters）期刊上的最新研究，探讨了南极绕极流（Antarctic Circumpolar Current, ACC）在极地海洋淡水化影响下的变化趋势。该研究基于高分辨率的全球海洋模型模拟，揭示了由于南极冰架融水的输入，这一变化可能在2050年前导致南极环流流速减缓20%，对全球气候、海洋生态乃至生物多样性产生深刻影响。

南大洋（Southern Ocean）近年来正在经历剧变。卫星数据显示，南极冰盖正以惊人的速度融化，源源不断地向海洋输送淡水。同时，海冰覆盖面积自2016年以来急剧下降，2023年甚至达到了卫星观测以来的最低水平。这些变化，不仅影响了全球气候调节机制，也直接干扰了南极绕极流的动力系统。

上图：ACCESS-OM2-01模型表面速度快照。图中展示了重复年强迫（RYF）模拟最后循环中1990年12月31日的日平均表面速度，突显了该模型捕捉南极海洋复杂动力学特征的能力。图源：Taimoor Sohail et al 2025 Environ. Res. Lett. 20 034046

南极绕极流，也被称为环南冰洋水流，它之所以如此独特，是因为它是地球上唯一一个能够不受大陆阻挡、环绕整个南极洲流动的洋流系统。它不仅连接了大西洋、太平洋和印度洋，还在全球洋流循环中发挥着关键作用。但是，这一庞大的水系对温度、盐度和风力变化极为敏感。研究发现，主导南大洋的西风带会推动海水向北移动，从而加剧水体的密度梯度，使得绕极流得以维持。但与此同时，海洋中的小尺度涡流和混合作用，又会对这种梯度起到削弱作用，使得洋流的流速趋于平衡。

近年来，科学界越来越关注南极冰川融化带来的深远影响。这项研究表明，随着南极大陆沿岸的冰架持续融化，大量淡水被输入南大洋。这些淡水主要通过南极中层水（Antarctic Intermediate Water）输送至低纬度海域，改变了南大洋表层和深层水体的密度结构，进而减弱了洋流的动力。这种变化削弱了原本由温度梯度维持的密度分层，使得绕极流的次表层洋流变得迟缓。

南极海上。摄影：Joys ©绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）

更值得关注的是，这一趋势可能会持续并加剧。研究人员指出，过往的气候模型（如CMIP6）由于缺乏足够的分辨率，无法准确模拟这些小尺度过程，因此可能低估了南极冰川融水对绕极流的影响。而此次研究使用了更精细的湍流解析全球海洋模型，弥补了这一缺陷，揭示了南极绕极流减弱的更精确机制。

这一发现，引发了对全球海洋循环未来变化的深思。如果南极绕极流持续减弱，可能会对全球洋流系统带来连锁反应，例如改变热量和二氧化碳在全球海洋中的分布模式，进而影响天气模式和气候系统。此外，由于南极绕极流对深层海水的上升、以及下沉过程至关重要，它的变化还可能影响全球海洋的含氧量及生态系统的健康。

科学家们强调，未来几十年内，冰川融水对南极绕极流的影响仍存在不确定性，因此需要进一步加强观测和模拟研究。但这一研究无疑为我们敲响了警钟：如果全球温室气体排放不加以控制，气候变化带来的影响，可能比我们之前预想的更深、更远。

上图：GRACE卫星任务捕捉到的南极绕极流的图像。图中清晰展示了南极绕极流及其主要锋面结构，包括南极南绕极流锋（SACC）、极锋（PF）、亚南极锋（SAF）和亚热带锋（STF）。图源：NASA（图文无关）

小科普

南极绕极流（Antarctic Circumpolar Current, ACC）是全球最大、最强的海洋环流系统，由南半球西风驱动，围绕南极洲自西向东流动。它连接大西洋、印度洋和太平洋的南部，将不同海域的热量、盐度和营养物质输送到全球各地，在调节地球气候、维持全球热盐环流和碳循环方面发挥关键作用。由于南极绕极流没有大陆阻挡，其流量远超其他洋流，并在全球变暖背景下受到风力增强、海冰变化和淡水输入等因素的影响，进而影响全球气候系统和海洋生态。
南极坡流（Antarctic Slope Current, ASC）是沿南极大陆架坡流动的一股稳定的环流，主要由地形引导并受极地东风驱动，呈现逆时针方向环绕南极大陆。ASC在连接南极大陆架与南极绕极流（ACC）之间的水体交换中起着关键作用，影响深层海水上升、海冰融化以及南极底层水（AABW）的形成和输运。近年来，全球气候变化对ASC的动力结构和强度产生影响，可能会进一步改变南极区域的物质循环和海洋生态系统。
ACCESS-OM2-01模型是澳大利亚社区气候与地球系统模拟器（ACCESS）系列中的一款高分辨率海洋-海冰模型，专门设计用于模拟南极海洋的复杂动力学过程。该模型以其0.1度的水平分辨率和75个垂直层级而著称，能够捕捉包括小型涡旋和大型喷流在内的精细海洋特征。ACCESS-OM2-01由MOM5.1海洋模型和CICE5.1.2海冰模型耦合而成，并采用JRA55-do v1.3大气再分析数据集进行强迫驱动。

该模型在模拟南极边缘过程（如密集陆架水形成）和南极绕极流（ACC）方面表现出色，成为研究南极海洋动力学和气候变化影响的有力工具。因为，南极地区的海洋过程非常复杂，包括小型涡旋、大型喷流、陆架水形成等，这些都需要高分辨率的模型才能准确捕捉。ACCESS-OM2-01模型具有更高的分辨率，并且能够模拟融水的影响，这使其能够提供与CMIP6模型不同的、更精细的结果。
思考题
Q1、在当前全球变暖的背景下，如何通过改进海洋模型来更精确地模拟南极环流的未来变化，特别是考虑到冰盖融水对环流动力学的非线性影响？是否需要将更多的气候反馈机制纳入到模型里面，来“捕捉”这种复杂的交互作用呢？

Q2、随着南极环流减缓，传统的**海洋“传送带”**是否会发生系统性的重组，进而影响全球海洋热盐环流的稳定性？如果是，是否可能引发新型的海洋动力学模式、甚至进而改变全球气候的长期趋势呢？

Q3、当前科学研究，能否精准地评估南极环流变化对全球生态系统中关键物种（如鱼类、磷虾、浮游生物）和碳循环的深远影响？有没有可能，比如说，能通过精细的跨学科模型来量化这些生态变化对海洋碳汇能力的潜在削弱，进而来为气候政策提供更具针对性的依据呢？
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资讯源 | Taimoor Sohail et al 2025
文 | 王海诗（Amphitrite Wong）
编辑 | Linda排版 | 绿叶
参考资料略

来源: 海洋与实地