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?近日，中國(guó)科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所的吳淑壯研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)際多名科學(xué)家以一篇研究論文(Research Article)及一篇研究簡(jiǎn)報(bào)（Research Briefing）在《Nature Geoscience》發(fā)表了突破性的研究成果。該研究揭示，南極繞極流（ACC）強(qiáng)度在軌道時(shí)間尺度上存在顯著的緯向不對(duì)稱特征及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制，這一發(fā)現(xiàn)重塑人們對(duì)南極繞極流演變與南極冰蓋動(dòng)態(tài)變化、全球大洋環(huán)流及碳循環(huán)相互作用的傳統(tǒng)認(rèn)知，為理解地球過(guò)去和未來(lái)的氣候變化提供了全新視角。?

南極繞極流作為地球最大的洋流系統(tǒng)，在全球海洋物理、化學(xué)和生物特性的跨洋盆交換中扮演著關(guān)鍵角色，不僅對(duì)全球大洋環(huán)流和氣候有著調(diào)控作用，還與南極冰蓋的演變密切相關(guān)。然而，在過(guò)去歷史時(shí)期中，南極繞極流的時(shí)空演化一直未能得到清晰的闡釋。傳統(tǒng)的研究大多都基于其在南大洋跨洋盆間的變化是一致的假設(shè)，但現(xiàn)有沉積記錄卻呈現(xiàn)出復(fù)雜的演化過(guò)程——部分站點(diǎn)沉積記錄顯示冰期時(shí)洋流速度更強(qiáng)，而另一些站點(diǎn)沉積記錄則表明其更弱或變化甚微。針對(duì)“在過(guò)去氣候周期中南極繞極流強(qiáng)度是統(tǒng)一變化，還是存在差異變化” 這一關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)開展了系統(tǒng)性深入研究。

研究團(tuán)隊(duì)首先利用南印度洋六根海洋沉積巖芯（橫跨所有主要南大洋鋒面）中可分選粉砂組分平均粒徑作為近底流速的指標(biāo)，重建了南極繞極流強(qiáng)度的時(shí)空演變。結(jié)果表明，在南大洋印度洋扇區(qū)，跨亞南極區(qū)（SAZ）、極鋒區(qū)(PFZ)與南極區(qū)(AZ)的南極繞極流在軌道尺度上的變化具有一致性：冰期時(shí)其流速顯著增強(qiáng)，而間冰期較弱（圖1）。

圖1.南極繞極流在南印度洋扇區(qū)的時(shí)空演變

在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)整合南大洋印度洋、大西洋和太平洋扇區(qū)已有的古洋流重建數(shù)據(jù)，揭示了過(guò)去一百萬(wàn)年來(lái)南極繞極流的演變存在軌道尺度上反相位變化：冰期和低傾角時(shí)期，印度洋扇區(qū)的南極繞極流增強(qiáng)，南太平洋扇區(qū)則減弱；而在間冰期和高傾角時(shí)期，二者的變化趨勢(shì)完全相反（圖2）。結(jié)合沉積記錄與氣候模型模擬分析，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步解析了這一緯向不對(duì)稱變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，發(fā)現(xiàn)南極繞極流的時(shí)空演變可能受南半球西風(fēng)帶的強(qiáng)度與位置、南大洋海冰覆蓋范圍、經(jīng)向密度梯度及洋流輻合等多因素協(xié)同調(diào)控（圖3）。

圖2. 過(guò)去一百萬(wàn)年以來(lái)南極繞極流的演化規(guī)律

圖3.軌道尺度上南極繞極流演變的驅(qū)動(dòng)機(jī)制

這一研究成果具有深遠(yuǎn)的科學(xué)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。在南極冰蓋穩(wěn)定性研究方面，間冰期印度洋和大西洋扇區(qū)的南極繞極流減弱，會(huì)減少了暖性繞極深層水向東南極的南向輸送，有利于東南極冰蓋的穩(wěn)定發(fā)育；而同期南太平洋扇區(qū)的南極繞極流增強(qiáng)，則可能增加向西南極的熱輸送，促使繞極深層水侵入羅斯海和阿蒙森海，進(jìn)而可能導(dǎo)致西南極冰蓋退縮甚至崩解。在碳循環(huán)方面，冰期太平洋扇區(qū)的南極繞極流減弱，跨洋盆交換受限，抑制了水團(tuán)的混合和上升流強(qiáng)度，促進(jìn)了海洋內(nèi)部對(duì)二氧化碳的封存；間冰期時(shí)該扇區(qū)洋流增強(qiáng)，跨洋盆交換加劇，則有利于封存的碳釋放到大氣中，導(dǎo)致大氣二氧化碳升高。這一機(jī)制也為未來(lái)氣候預(yù)測(cè)提供了重要的科學(xué)依據(jù)：盡管現(xiàn)代氣候的邊界條件與更新世存在差異，但未來(lái)南極繞極流的增強(qiáng)可能會(huì)提高跨洋盆交換，進(jìn)而降低南大洋對(duì)人為排放二氧化碳的碳匯效率。

《Nature Geoscience》編輯James Super與英國(guó)南極調(diào)查局張旭高級(jí)研究員對(duì)該研究給予高度評(píng)價(jià)：“這項(xiàng)研究，揭示了地球現(xiàn)存規(guī)模最大的洋流系統(tǒng)對(duì)氣候變化的復(fù)雜響應(yīng)機(jī)制。研究闡明海冰覆蓋范圍和大氣環(huán)流模式等當(dāng)下正發(fā)生快速變化的因素，其相互作用如何影響南極繞極流的位置與強(qiáng)度，為該領(lǐng)域開辟了重要的研究方向。”

在此感謝合作者的貢獻(xiàn)與支持，該研究得到德國(guó)科學(xué)基金會(huì)、瑞士自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院率先行動(dòng)“BR”青年項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金的聯(lián)合資助。

論文引用信息：

Wu, S et al. Zonally asymmetric changes in the Antarctic Circumpolar Current strength over the past million years. Nature Geoscience (2026). https://www.nature.com/articles/s41561-025-01901-2.

Wu, S. Anti-phased changes in Antarctic Circumpolar Current strength over orbital timescales. Nature Geoscience (2026). https://doi.org/10.1038/s41561-025-01902-1.