海洋浮標(biāo)獲取的原始數(shù)據(jù)顯示，不斷上升的海水可能限制南大洋每年的二氧化碳吸收量。這提出了一個(gè)新問題：這些海水能在多大程度上阻止未來全球變暖的到來?！澳洗笱笫茄芯繗夂蜃兣闹匾貐^(qū)?！庇蠘O調(diào)查局海洋學(xué)家Michael Meredith說。

數(shù)個(gè)世紀(jì)以來，南大洋的秘密吸引了無數(shù)探索者，但這里獨(dú)特的環(huán)境讓船只難以進(jìn)入。

上世紀(jì)80年代，科學(xué)家才意識(shí)到這里對(duì)控制全球氣候變暖的重要性。研究人員一直在試圖解釋，為何冰川時(shí)代末期大氣二氧化碳濃度降低約1/3以及稍后濃度升高。一直以來，科學(xué)家推測，海洋吸收了由全球變暖產(chǎn)生的約93%的額外熱量，以及約26%由人類排放的二氧化碳，但并不清楚這些熱量和碳到底去了海洋的哪個(gè)地方。

美國普林斯頓大學(xué)海洋學(xué)家Jorge Sarmiento意識(shí)到，南大洋洋流和生物可能有助于降低或提高地球溫度。

南極周圍水域似乎是地球上不受全球變暖影響的少數(shù)區(qū)域之一。美國宇航局(NASA)2015年發(fā)布研究報(bào)告稱，南極洲增加的冰比融化的冰更多。報(bào)告稱，南極冰蓋正在增厚，比冰川融化損失的冰更多。

Sarmiento和同事首次收集了南大洋控制碳量的化學(xué)和生物過程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。利用新數(shù)據(jù)，該團(tuán)隊(duì)檢驗(yàn)了自己的模型，并改進(jìn)了對(duì)二氧化碳如何在空氣和海洋中移動(dòng)的估計(jì)。間接證據(jù)顯示，南大洋是一個(gè)碳匯網(wǎng)，吸收了自工業(yè)革命以來人為二氧化碳排放量的15%。但在一年中的某些時(shí)間，在某些海域，富碳的表層水會(huì)數(shù)次將二氧化碳釋放到空氣中。

目前，海洋學(xué)家能借助多個(gè)國際檢測網(wǎng)絡(luò)展開南大洋研究。例如，斥資2100萬美元的南大洋碳和氣候觀測及建模項(xiàng)目(SOCCOM)已經(jīng)布放了51個(gè)機(jī)器人浮標(biāo)，監(jiān)測南極洲周圍海域中海水化學(xué)及生物活性的若干個(gè)指標(biāo)，追蹤流入南大洋的大量二氧化碳?xì)怏w。于2014年發(fā)起的SOCCOM由美國國家科學(xué)基金會(huì)提供資助，將在南大洋運(yùn)行6年。項(xiàng)目科學(xué)家的最終目標(biāo)是擴(kuò)大到全世界的海洋。

另外，海洋學(xué)家還在使用國際Argo陣列3900多個(gè)浮標(biāo)提供的數(shù)據(jù)。這些自動(dòng)探測器能夠定期下潛至水下2000米的深度，并在重新升到海面之前測量溫度與鹽度數(shù)據(jù)，之后將它們的觀測結(jié)果發(fā)送至一顆人造衛(wèi)星。

現(xiàn)在，研究人員能近乎實(shí)時(shí)地觀測南大洋變化，在冬季尤其如此?！拔覀兞⒖棠芸吹蕉趸剂魅肟諝庵?，這比我們之前預(yù)想的要多。”Sarmiento說，“這是一個(gè)大變革。”

僅基于13個(gè)浮標(biāo)的尚未出版的研究顯示了在至少1年中南大洋海水發(fā)生了何種變化。研究人員提出，現(xiàn)在的問題是，冬季二氧化碳釋放量升高是否代表了整個(gè)南大洋的更大趨勢?

“這讓人十分好奇?！逼樟炙诡D大學(xué)博士后研究員Alison Gray說，“這也暗示著南大洋的碳匯能力比預(yù)想的弱。”

英國丁鐸爾中心主任Corinne Le Quéré在2007年發(fā)表于《科學(xué)》雜志的研究顯示，南大洋的碳吸收率在1981年至2004年間下降。作者將這歸咎于南極季風(fēng)的變化。

如果這一趨勢持續(xù)下去，未來大氣中的二氧化碳水平將快速上升。不過，去年刊登在《科學(xué)》雜志的研究指出，該大洋的碳匯能力從21世紀(jì)初期開始提高。無論如何，SOCCOM將幫助研究人員回答這些問題。

南大洋是洋流網(wǎng)絡(luò)的起始點(diǎn)，洋流能從洋底帶來水、熱量和營養(yǎng)物質(zhì)。在南極洲附近，表層海水變冷且密度升高，于是逐漸下降，形成深海流。2010年，研究人員分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，深海海水出現(xiàn)顯著的變暖趨勢，這里吸收了全球變暖導(dǎo)致的多余熱量的約10%。

海洋深處的變暖令人驚訝，研究人員提出了圍繞南大洋的數(shù)種解釋。一個(gè)因素可能是，南極洲附近的表層海水鹽度下降，部分原因是夏季降水的增多。新鮮的表層水密度低，這是因?yàn)闉楹４蔡峁┑木S持底部洋流的冷水減少?！皼]有足夠的冷水供給，因此底部海水變熱?！泵绹Ｑ蠛痛髿夤芾砭?NOAA)海洋學(xué)家Gregory Johnson說。

一個(gè)基于第三輪船只考察初步數(shù)據(jù)的未發(fā)表研究也發(fā)現(xiàn)了類似趨勢。但研究人員計(jì)劃進(jìn)行更頻繁的測量，以便描繪更全面圖景。如果計(jì)劃中的國際項(xiàng)目能更進(jìn)一步，這就有可能實(shí)現(xiàn)。最新的“Deep Argo”項(xiàng)目將布設(shè)大量測量深度遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)的浮游設(shè)備，這為科學(xué)家研究深水熱量打開了全新的視角。

也有科學(xué)家正在使用系泊設(shè)備研究深海水流。自1999年起，Gordon就在維護(hù)威德爾海的一系列系泊設(shè)備。該海域也是研究表層冷水下降形成海底洋流的主要海域。他表示，在一些區(qū)域，深水在逐漸變“淡”，但長期趨勢尚不明顯。

“我們對(duì)底部海水如何變化及其對(duì)全球洋流的影響只知皮毛。”他說。

2015年1月，海洋學(xué)家乘坐澳大利亞破冰船“南極光號(hào)”奔赴南極，他們擁有一個(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì)。隨著冰層的破裂，他們抵達(dá)了托滕冰川的邊緣。衛(wèi)星觀測資料顯示，該冰川在過去15年間出現(xiàn)變薄跡象。

研究人員使用了浮標(biāo)和滑翔機(jī)研究托滕冰川附近和下部的海水，讓他們驚訝的是，冰川前部的海水比底部冰點(diǎn)的水熱3℃。

科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)溫暖海水將西南極洲部分冰架切割開來。不過，澳大利亞南極氣候和生態(tài)合作研究中心海洋學(xué)家Steve Rintoul表示，托滕冰川考察能提供第一手資料，從而研究同樣影響東南極洲的相同過程，并提出該大陸巨大冰原壽命的新問題。

目前仍不清楚何種因素加熱了表層洋流。有科學(xué)家認(rèn)為是南大洋季風(fēng)變化和溫暖海水上涌所致。也有人聚焦新的表層水和一些區(qū)域的海冰變化?！鞍ㄎ以趦?nèi)的所有科學(xué)家都有自己偏向的理論。”Gordon說，“但科學(xué)是：你觀測的越多就越復(fù)雜?！?/div>