南大洋对于全球层化和生物储碳具有重要意义，因为它与全球大洋传输带相连，该传输带（即全球经向翻转环流）将进入南大洋的大气热量和碳重新分配到世界海洋中，从而使南大洋吸收的大气信息在全球范围内被重新分配并缓冲数百年。因此，了解控制南大洋气候的因素、全球大洋传输带以及它们之间的联系是量化未来气候预测中不确定性的关键。
前不久发表在《Scientific Reports》上的一篇文章重点关注全球海洋输送带的太平洋部分。基于一系列气候模型试验，探讨了深海混合对南大洋冬季海冰区域的可能影响，以及由此产生的大气响应。研究强调了气候模式中深海混合的模拟表达，这对于量化南大洋气候驱动过程中的不确定因素非常重要。研究表明，通过大洋传输带盆地规模的海洋分层重组和全球海洋响应，太平洋深海潮汐引起的微尺度混合对冬季南大洋气候产生了重大影响。
本研究对潮汐引起的深海混合进行了两种不同的气候模式试验。第一个被称为TED实验，在估计涡动垂直扩散系数Kv时采用从全局三维潮汐模型中获得的潮汐能量耗散率全局图。另一个称为CTRL实验，为Kv规定垂直的一维经验轮廓。引入该经验轮廓可以获得太平洋经向翻转环流的强度，同时考虑观察到的底部强化混合特征。实验表明，南大洋气候中TED和CTRL之间存在显着差异。罗斯海的TED冬季（7-9月）海冰区域比CTRL更向北延伸。海冰面积的增加也导致地表反照率的增加，从而导致太阳辐射降低。TED试验相对于地球辐射预算实验的年平均太阳辐射偏差下降了10.6 Wm-2，CTRL试验则在南纬50度以南下降了14.3 Wm-2，这表明TED的偏差减少了30%。
科研人员表示，深海混合对南大洋的气候平均状态以及大气中的云过程也有重要影响。该研究探讨了深海混合如何通过修改全球海洋输送带来影响南大洋的气候。具体而言，太平洋深水在向南输送时经深海混合的改造，加强了地下分层，抑制了南大洋的深对流。这造成了罗斯海海冰的增加，进而导致短波辐射的减少，以及西风和风暴的加强。本研究表明，由于南大洋可以通过其热量吸收和碳汇作用来调节全球变暖进程，在气候模型中更好地表示深海混合有助于提高由区域到全球的气候预测可靠性。
作者表示，南大洋主导着全球海洋热量吸收与碳汇，因此更好地了解南大洋气候的形成过程，有助于减少瞬态气候响应（TCR）对增加温室气体排放的不确定性，从而对全球变暖预测至关重要。如前所述，目前许多气候模型都持续高估了太阳辐射，并且相应地低估了南大洋的海冰面积。此外，海洋中尺度涡旋与地表通量误差导致了南大洋中不均衡的深海混合层分布和开放海洋深对流，而大多数气候模型中缺乏了对这些数据的估计。这些系统性气候模型误差是降低TCR不确定性的障碍，因为它们与海洋热吸收和碳汇直接相关。
（於维樱 编译）
