南印度洋亚南极模态水扩散对南极涛动的响应机制及其气候意义

本研究基于Argo观测数据，揭示了南印度洋东南部亚南极模态水(SEISAMW)扩散对南极涛动(SAM)的响应机制。研究发现SAM正相位通过埃克曼输送和表面通量调控海表温盐变化，导致较轻(26.6–26.7 σθ)和较密(26.7–26.9 σθ)水团的露头线分别向极/赤道偏移，进而影响其向副热带环流的扩散比例，为理解南大洋热量吸收与气候变率提供新见解。

　　

在广袤的南大洋深处，存在着一种被称为亚南极模态水(SAMW)的特殊水团，它如同海洋中的"记忆体"，记录着气候变化的密码。这种具有垂向均匀特性的水团(温度、盐度和密度近乎恒定)形成于冬季强烈的混合层对流过程，不仅是南大洋翻转环流的关键组成部分，更在全球热量和二氧化碳吸收中扮演着重要角色。然而，随着气候变化的加剧，科学家们发现SAMW的扩散行为正在发生微妙变化——这正是理解海洋如何响应大气环流变率的重要窗口。

中国的研究团队在《Progress in Oceanography》发表的重要研究，首次系统揭示了南印度洋东南部亚南极模态水(SEISAMW)扩散对南极涛动(SAM)的响应机制。这项研究基于2005-2019年的Argo浮标观测数据，结合亚洲太平洋数据研究中心(APDRC)提供的网格化温盐资料，以及欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的大气再分析数据。研究人员采用相关分析和合成分析方法，重点研究了不同密度层(26.6–26.7 σ_θ和26.7–26.9 σ_θ)SEISAMW的扩散特征与SAM指数的关系。

关键发现

1. 水团扩散与SAM的关联：研究发现SEISAMW向副热带扩散的比例变化与SAM指数显著相关。较轻水团(26.6–26.7 σ_θ)扩散减少而较密水团(26.7–26.9 σ_θ)扩散增加的现象，与SAM正相位增强密切相关。

2. 露头线偏移机制：在SAM正相位期间，南印度洋中部西风减弱导致海表温度(SST)升高，使较轻水团露头线向极偏移；而澳大利亚南部西南风异常带来高纬度干冷空气，增强蒸发并减少降水，导致海表盐度(SSS)增加，使较密水团露头线向赤道偏移。

3. 驱动因素解析：埃克曼热输送和潜热通量是调控露头线位置变化的主要因素。在较轻水团形成区，正的热输送异常和减少的潜热损失共同导致SST升高；而在较密水团形成区，增强的蒸发和减少的降水则导致SSS增加。

这项研究的重要意义在于首次建立了SAMW扩散变化与SAM之间的完整物理链条。研究揭示的层化响应机制表明，SAMW不同密度层对气候变率的响应具有显著差异，这对改进气候模型中海洋热吸收的模拟具有重要价值。特别是研究发现SAM正相位会导致较轻水团向副热带扩散减少而较密水团扩散增加，这种"轻重分流"效应可能改变南大洋热量再分配格局，进而影响全球气候系统的能量平衡。

正如研究者指出的，这项成果为理解南大洋在气候变化中的调节作用提供了新视角。未来随着SAM正相位趋势的持续，SEISAMW扩散的层化变化可能进一步加剧，这将对全球海洋热含量分布和碳循环过程产生深远影响。该研究不仅填补了SAMW响应机制的认识空白，也为预测全球气候变化下的海洋响应提供了重要科学依据。