近日，自然资源部第一海洋研究所海气中心青年学者高立宝博士联合澳大利亚、美国以及国内多位知名科学家，在南极陆架-海盆热量交换研究方面取得重要进展。相关成果以“Persistent warm-eddy transport to Antarctic ice shelves driven by enhanced summer westerlies”为题，发表于国际知名学术期刊《Nature Communications》。
南大洋对减缓全球气候变暖具有至关重要的作用，近20年全球变暖所增加的大部分热量被南大洋吸收。南极陆架-海盆热量交换是南大洋热量再分配的重要方式之一，但南极沿岸的陆坡流就像海洋中的一道动力屏障阻碍着经向的热交换，陆架外的暖水如何突破陆坡流阻碍从而向南极陆架输运热量的物理过程尚未明确。
科研人员基于南极普里兹湾的海洋断面、潜标、海豹CTD和卫星等所获取的观测数据，开展了相关物理过程的研究。研究发现，涡旋入侵是突破陆坡流限制向南极陆架输运热量的重要物理过程，增强的夏季西风及旋度是驱动暖涡入侵的主要影响因子。近几十年，南大洋的西风持续增强和南移，带来的风应力旋度异常有利于触发南极近岸的涡旋形成，同时增强的夏季西风也提高了上层海洋向北的艾克曼输运，使得高温绕极深层水向陆架的涌升增强，从而将暖涡旋跨陆坡输运到普里兹湾内部，并与普里兹湾环流相互作用向冰架输运热量。如果所有暖涡旋携带的热量全部用于冰架融化，将引起普里兹湾埃默里冰架厚度每年减少大约3米，从而增加南极冰架的不稳定性。
该研究揭示了暖涡旋跨陆坡输运的物理过程及其在南极陆架-海盆热量交换中的重要作用。同时进一步基于模式结果预估南大洋的西风将继续增强和南移，这可能会导致更多的暖涡旋向陆架入侵，导致南极冰架快速融化和加剧全球海平面上升。上述科学发现有助于进一步理解南大洋热量再分配过程以及南极海冰和冰架的变化机理，为南极近岸观测计划优化、数值模式发展以及南极气候预测提供了重要理论依据。
自然资源部第一海洋研究所高立宝博士为相关论文第一作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和南大洋调查专项等项目的大力支持。
论文链接：Gao L., Yuan X., Cai W., Guo G., Yu W., Shi J., Qiao F., Wei Z. and G. D. Williams. Persistent warm-eddy transport to Antarctic ice shelves driven by enhanced summer westerlies. Nature Communications 15, 671 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-45010-x
