氣候變化的影響已經逐漸顯現，全球溫度上升、冰川融化、海平面上升等現象都在加速發生。由于氣候變化不僅影響大氣溫度，還會改變海洋溫度、鹽度、風力模式和海冰覆蓋范圍，這些因素直接關系到全球洋流系統的穩定性。而環南冰洋水流作為全球海洋“傳送帶”中的關鍵環節，其流速和強度對地球氣候、海洋生態系統及生物多樣性有著深遠的影響。因此，科學家們意識到，南極環流可能會受到氣候變化的嚴重影響，尤其是在冰蓋融化的背景下，研究南極環流的變化變得尤為重要。

“海洋與濕地”（OceanWetlands）小編注意到，2025年3月3日，一篇發表在《環境研究快報》（Environmental Research Letters）期刊上的最新研究，探討了南極繞極流（Antarctic Circumpolar Current, ACC）在極地海洋淡水化影響下的變化趨勢。該研究基于高分辨率的全球海洋模型模擬，揭示了由于南極冰架融水的輸入，這一變化可能在2050年前導致南極環流流速減緩20%，對全球氣候、海洋生態乃至生物多樣性產生深刻影響。

南大洋（Southern Ocean）近年來正在經歷劇變。衛星數據顯示，南極冰蓋正以驚人的速度融化，源源不斷地向海洋輸送淡水。同時，海冰覆蓋面積自2016年以來急劇下降，2023年甚至達到了衛星觀測以來的最低水平。這些變化，不僅影響了全球氣候調節機制，也直接干擾了南極繞極流的動力系統。

上圖：ACCESS-OM2-01模型表面速度快照。圖中展示了重復年強迫（RYF）模擬最后循環中1990年12月31日的日平均表面速度，突顯了該模型捕捉南極海洋復雜動力學特征的能力。圖源：Taimoor Sohail et al 2025 Environ. Res. Lett. 20 034046

南極繞極流，也被稱為環南冰洋水流，它之所以如此獨特，是因為它是地球上唯一一個能夠不受大陸阻擋、環繞整個南極洲流動的洋流系統。它不僅連接了大西洋、太平洋和印度洋，還在全球洋流循環中發揮著關鍵作用。但是，這一龐大的水系對溫度、鹽度和風力變化極為敏感。研究發現，主導南大洋的西風帶會推動海水向北移動，從而加劇水體的密度梯度，使得繞極流得以維持。但與此同時，海洋中的小尺度渦流和混合作用，又會對這種梯度起到削弱作用，使得洋流的流速趨于平衡。

近年來，科學界越來越關注南極冰川融化帶來的深遠影響。這項研究表明，隨著南極大陸沿岸的冰架持續融化，大量淡水被輸入南大洋。這些淡水主要通過南極中層水（Antarctic Intermediate Water）輸送至低緯度海域，改變了南大洋表層和深層水體的密度結構，進而減弱了洋流的動力。這種變化削弱了原本由溫度梯度維持的密度分層，使得繞極流的次表層洋流變得遲緩。

南極海上。攝影：Joys ?綠會融媒·“海洋與濕地”（OceanWetlands）

更值得關注的是，這一趨勢可能會持續并加劇。研究人員指出，過往的氣候模型（如CMIP6）由于缺乏足夠的分辨率，無法準確模擬這些小尺度過程，因此可能低估了南極冰川融水對繞極流的影響。而此次研究使用了更精細的湍流解析全球海洋模型，彌補了這一缺陷，揭示了南極繞極流減弱的更精確機制。

這一發現，引發了對全球海洋循環未來變化的深思。如果南極繞極流持續減弱，可能會對全球洋流系統帶來連鎖反應，例如改變熱量和二氧化碳在全球海洋中的分布模式，進而影響天氣模式和氣候系統。此外，由于南極繞極流對深層海水的上升、以及下沉過程至關重要，它的變化還可能影響全球海洋的含氧量及生態系統的健康。

科學家們強調，未來幾十年內，冰川融水對南極繞極流的影響仍存在不確定性，因此需要進一步加強觀測和模擬研究。但這一研究無疑為我們敲響了警鐘：如果全球溫室氣體排放不加以控制，氣候變化帶來的影響，可能比我們之前預想的更深、更遠。

上圖：GRACE衛星任務捕捉到的南極繞極流的圖像。圖中清晰展示了南極繞極流及其主要鋒面結構，包括南極南繞極流鋒（SACC）、極鋒（PF）、亞南極鋒（SAF）和亞熱帶鋒（STF）。圖源：NASA（圖文無關）

小科普

南極繞極流（Antarctic Circumpolar Current, ACC）是全球最大、最強的海洋環流系統，由南半球西風驅動，圍繞南極洲自西向東流動。它連接大西洋、印度洋和太平洋的南部，將不同海域的熱量、鹽度和營養物質輸送到全球各地，在調節地球氣候、維持全球熱鹽環流和碳循環方面發揮關鍵作用。由于南極繞極流沒有大陸阻擋，其流量遠超其他洋流，并在全球變暖背景下受到風力增強、海冰變化和淡水輸入等因素的影響，進而影響全球氣候系統和海洋生態。
南極坡流（Antarctic Slope Current, ASC）是沿南極大陸架坡流動的一股穩定的環流，主要由地形引導并受極地東風驅動，呈現逆時針方向環繞南極大陸。ASC在連接南極大陸架與南極繞極流（ACC）之間的水體交換中起著關鍵作用，影響深層海水上升、海冰融化以及南極底層水（AABW）的形成和輸運。近年來，全球氣候變化對ASC的動力結構和強度產生影響，可能會進一步改變南極區域的物質循環和海洋生態系統。
ACCESS-OM2-01模型是澳大利亞社區氣候與地球系統模擬器（ACCESS）系列中的一款高分辨率海洋-海冰模型，專門設計用于模擬南極海洋的復雜動力學過程。該模型以其0.1度的水平分辨率和75個垂直層級而著稱，能夠捕捉包括小型渦旋和大型噴流在內的精細海洋特征。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大氣再分析數據集進行強迫驅動。

該模型在模擬南極邊緣過程（如密集陸架水形成）和南極繞極流（ACC）方面表現出色，成為研究南極海洋動力學和氣候變化影響的有力工具。因為，南極地區的海洋過程非常復雜，包括小型渦旋、大型噴流、陸架水形成等，這些都需要高分辨率的模型才能準確捕捉。ACCESS-OM2-01模型具有更高的分辨率，并且能夠模擬融水的影響，這使其能夠提供與CMIP6模型不同的、更精細的結果。
思考題
Q1、在當前全球變暖的背景下，如何通過改進海洋模型來更精確地模擬南極環流的未來變化，特別是考慮到冰蓋融水對環流動力學的非線性影響？是否需要將更多的氣候反饋機制納入到模型里面，來“捕捉”這種復雜的交互作用呢？

Q2、隨著南極環流減緩，傳統的**海洋“傳送帶”**是否會發生系統性的重組，進而影響全球海洋熱鹽環流的穩定性？如果是，是否可能引發新型的海洋動力學模式、甚至進而改變全球氣候的長期趨勢呢？

Q3、當前科學研究，能否精準地評估南極環流變化對全球生態系統中關鍵物種（如魚類、磷蝦、浮游生物）和碳循環的深遠影響？有沒有可能，比如說，能通過精細的跨學科模型來量化這些生態變化對海洋碳匯能力的潛在削弱，進而來為氣候政策提供更具針對性的依據呢？
（注：本文僅代表資訊。不代表平臺觀點。歡迎留言、討論。）
資訊源 | Taimoor Sohail et al 2025
文 | 王海詩（Amphitrite Wong）
編輯 | Linda排版 | 綠葉
參考資料略

來源: 海洋與實地