繞著南極洲順時針流動，南極環流是地球上最強的洋流。它的強度是墨西哥灣流的 5 倍，是亞馬遜河的 100 多倍。

它構成了全球海洋“傳送帶”的一部分，連接著太平洋、大西洋和印度洋.該系統調節地球的氣候，并將水、熱和營養物質泵送到全球。

但是，南極冰融化產生的新鮮涼爽的水正在稀釋海洋的咸水，可能會破壞重要的洋流。

我們的新研究表明，隨著世界變暖，到 2050 年，南極環極流將減慢 20%，對地球上的生命產生深遠影響。

我們為什么要關心？

南極環流就像一條環繞冰冷大陸的護城河。

水流有助于阻止溫水進入，保護脆弱的冰蓋。它還可以作為入侵物種的屏障，例如南方牛海帶和任何搭便車在這些木筏上搭便車的動物，當它們飄向大陸時，將它們分散開來.它在調節地球氣候方面也發揮著重要作用。

與更廣為人知的洋流不同——例如美國東海岸的墨西哥灣流、日本附近的黑潮洋流和南非海岸的厄加勒斯洋流——南極環流并不為人所知。

這部分是由于它的位置偏遠，這使得獲得直接測量變得特別困難。

了解氣候變化的影響

洋流對溫度、鹽含量、風型和海冰范圍的變化做出反應。所以全球海洋輸送帶很容易受到氣候變化在多個方面。

以前的研究表明這條傳送帶的一個重要部分可能會走向災難性崩潰.

理論上，南極洲周圍的海水變暖應該加快電流.這是因為南極洲周圍的密度變化和風決定了洋流的強度。

溫水的密度較小（或較重），這應該足以加快水流。但迄今為止的觀察表明，洋流的強度保持相對穩定近幾十年來。

盡管周圍的冰融化了，但這種穩定性仍然存在，這種現象在過去科學討論中沒有得到充分探討。

我們做了什么

海洋建模的進步允許對未來的潛在變化進行更徹底的研究。

我們使用了澳大利亞的最快的超級計算機和氣候模擬器在堪培拉研究南極環流。底層模型訪問-OM2-01，由來自各大學的澳大利亞研究人員開發，作為澳大利亞海冰建模聯盟.

該模型捕獲了其他人經常錯過的特征，例如渦流。因此，這是評估洋流的強度和行為如何隨著世界變暖而變化的更準確方法。它揭示了冰融化和海洋環流之間錯綜復雜的相互作用。

在這個未來的預測中，來自南極洲的寒冷、新鮮的融水向北遷移，沿途填滿了深海。這會導致海洋的密度結構發生重大變化。它抵消了海洋變暖的影響，導致到 2050 年洋流的整體速度將減慢 20%。

深遠的影響

南極環流減弱的后果是深遠而深遠的。

作為在南極洲周圍營養豐富的水域中循環的主要洋流，它在南極生態系統中發揮著至關重要的作用。

洋流的減弱可能會減少生物多樣性，并降低許多沿海社區所依賴的漁業生產力。它還可能有助于南方牛海帶等入侵物種進入南極洲，破壞當地的生態系統和食物網。

較弱的洋流也可能允許更多的暖水向南滲透，加劇南極冰架的融化，并導致全球海平面上升。冰融化速度更快可能導致洋流進一步減弱，從而開始電流減慢的惡性循環。

這種破壞可能會延伸到全球氣候模式，降低海洋通過吸收大氣中多余的熱量和碳來調節氣候變化的能力。

需要減少排放

雖然我們的研究結果對南極環流的預測很黯淡，但未來并不是預先確定的。共同努力減少溫室氣體排放仍可限制熔融南極洲周圍。

在南大洋建立長期研究對于準確監測這些變化至關重要。

通過積極主動和協調的國際行動，我們有機會解決并可能避免氣候變化對海洋的影響。

作者感謝來自 NORCE 挪威研究中心和 Bjerknes 氣候研究中心的極地氣候高級研究員 Andreas Klocker 博士對這項研究的貢獻，以及來自新南威爾士大學的 Matthew England 教授，他為這項分析提供了模型模擬的結果。

泰穆爾索海爾， 地理、地球與大氣科學學院 博士后研究員墨爾本大學和比沙赫達塔·加延， ARC未來研究員&機械工程副教授，The University of MElbourne

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