近日，我所科研团队基于中国第36次南极考察获取的南大洋太平洋扇区季节性海冰区沉积岩芯，围绕南大洋翻转环流的调控机制及其环境效应，系统重建了过去30万年来该区域表层生产力与底层水动力变化历史。相关成果发表于国际学术期刊《Global and Planetary Change》。

南大洋是全球海洋翻转环流的重要枢纽，在海洋热量与碳储存、海气交换以及冰期-间冰期气候演变中发挥关键作用。现代研究表明，风场强迫和浮力变化是影响南大洋翻转环流的重要因素，但由于直接观测记录时间有限，两者在不同气候背景下如何共同作用于南大洋翻转环流，仍缺乏长期古环境记录的约束。

研究表明，在冰期-间冰期尺度上，受南大洋翻转环流变化影响，研究区表层生产力与底层水动力总体上同向变化，表现为间冰期较强、冰期较弱。进一步分析发现，不同时段两者增强或减弱的具体表现及其控制机制并不相同。在MIS 6/5过渡期，尽管南半球西风带南移有利于南极绕极深层水上涌增强，但西南极冰盖退缩带来的融水输入加强了表层淡化和海洋层化，削弱了垂向交换，因此表层生产力和底层水动力都只出现了较弱增加。到MIS 2期，两者又出现短暂共同增强。研究认为，这一阶段可能与阿蒙森海低压变率增强有关。更强的局地大气扰动有利于海冰辐散、间歇性开阔水域形成和卤水排放，从而促进表层生产力增强和深层致密水输出加强。

该研究表明，南半球西风带变化控制着南大洋翻转环流的总体强弱，而融水输入、海冰变化和上层海洋层化等浮力过程，则会影响这种作用在不同阶段的具体表现。研究成果为认识风场与浮力如何共同调控南大洋翻转环流提供了新的证据。

该研究由我所地质室古海洋演化及碳汇效应团队牵头完成，同济大学和德国海德堡大学的相关学者参与了该研究。论文第一作者为我所博士后王家凯，通讯作者为李铁刚研究员和熊志方研究员。研究得到我所束星北青年学者项目、南大洋专项和国家自然科学基金等项目资助。

图1 研究区位置、地形特征及主要水团结构

图2 不同气候阶段研究区表层生产力与底层水动力变化机制示意图

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2026.105468