地球上的海洋是一个复杂的系统，其相互联系的性质具有全球性的影响。在南极洲周围，南大洋深处形成了冰冷而稠密的海水。这就是南极底水(AABW)。它包括海洋最深处的深海部分，大约占地球海洋环境体积的三分之一。AABW在全球环流和海洋翻转模式中具有重要作用，将热量、盐、碳和营养物质向北分布到地球上的盆地中。
然而，近几十年来，AABW变暖了，含盐量减少了，体积也下降了。这对海洋温度、通风和营养物质向海面的分布产生了影响，影响了海洋生态系统及其所支持的各种生物。它还影响全球气候和海平面上升，从而影响沿海社区。
AABW的形成是寒冷的极地风将海冰带入该地区的结果，海冰的形成将盐排入海洋(海冰的盐度约为5‰，而周围海水的盐度为34.5‰)。这种盐集中在海洋中，使海水密度增加，从而下沉，将更温暖、浮力更强的近海海水吸引到该地区，形成一个被称为温盐循环的连续循环。
澳大利亚新南威尔士大学的研究人员模拟了南极周围四个地区(威德尔海和罗斯海，普莱兹湾和阿德海)60年来AABW的形成和迁移基于海洋-海冰模型。这些模型，在地球物理研究杂志:海洋、有限公司了解海冰运输的变化，陆地的融化冰和海岸风影响着AABW。
威德尔海和罗斯海的AABW水库出口可以持续长达两年，而Prydz湾和ad<s:1>海岸则不到一年。研究发现，前一种情况对此后长达十年的海洋环流有强烈影响，而后一种情况是由于南极东部大陆架变窄，导致深海水(DSW)快速输出，从而阻止了深海的积累。
威德尔海和罗斯海的AABW形成增加的一个假定原因是极地东风减弱，甚至完全逆转为西风带，这减少了输送到该地区的海冰数量，因此留下了更开阔的海洋。这就形成了冰裂湖，冰裂湖暴露在南极冷空气的全部力量下，从而促使海冰以更快的速度形成。因此，随着海冰的增长，更多的盐被排入海洋，增加了可形成致密的含盐AABW的量。
威德尔海是AABW形成水平最高的地区，最大的DSW流量达到每秒490万立方米，当AABW输出到其他海洋盆地的深渊时，DSW流量增加到970万立方米/秒。
地表水质量转化估计用于计算由于温度和盐度变化引起的浮力差异导致地表水被迫下沉的速率(这一过程称为下沉)。这是通过向四个区域的地表水中释放染料样示踪剂来辅助的，每个区域使用不同的颜色。先前的研究发现，在Prydz湾释放的示踪剂表明，AABW与威德尔海的示踪剂向西合并，进入大西洋和西印度洋。与此同时，来自阿萨姆利海岸和罗斯海的AABW合并出口到太平洋。
季节性也被证明是AABW形成和运输的一个因素，南半球冬季(发生在南半球6月至8月)地表水的下降幅度最大，而夏季则没有或很少。
在海冰形成过程中，卤水被排斥到海洋中，增加了盐度，并促使表层水向深处转化。在罗斯海，研究人员发现，随着海冰形成的增加，DSW进入AABW的通量增加，尽管这在所有四个地区并不一致。当高密度和咸化DSW出现特别强烈的下降事件时，模式显示该地区在此后长达10年的时间内输出的AABW较高。这种情况发生在威德尔海，1962年、1980年和1998年强烈的地表水团输送导致了20世纪60年代、80年代和90年代末至2000年代中期AABW形成的增强。
虽然这项研究显示了风与DSW(随后的AABW)形成之间的相关性，但科学家们确实注意到，潮汐的影响并没有包括在模拟中，这是已知的有助于减少AABW形成的因素，在威德尔海和罗斯海分别减少了10%和30%。它也没有考虑融水输入的季节性变化，融水输入使咸水变新鲜，或冰架空洞。然而，它确实强调了气候研究人员需要考虑短期年际变率和长期机制的影响，以了解未来变暖减少甚至破坏AABW形成的含义。
©2023 Science X Network
