全球变暖撼动极地海洋：海冰急剧减少，洋流紊乱加速

by Jo Chunghyeon

Published 06 Nov.2025 09:10(KST)

IBS气候物理研究团以超高分辨率模拟揭示未来极地海洋变化

随着全球变暖加速，极地的海冰正以前所未有的速度融化。

由此导致海洋洋流变得不稳定，极地海洋的水平扰动将进一步增强，相关科学分析已经提出。

研究团队通过超高分辨率地球系统模型模拟发现，人为变暖会加速海冰融化，从而加快“中尺度水平扰动（mesoscale horizontal stirring）”，并于本月6日公布了这一结果。

“中尺度水平扰动”是由风、洋流以及海洋涡旋等造成的大规模海水混合作用。

在数十至数百公里尺度上，海水在水平方向相互混合，传输热量和营养物质，并对浮游生物、鱼卵、幼体、微塑料等以及整个生态系统和环境产生影响。

研究团队利用IBS超级计算机“Aleph”，运行超高分辨率耦合气候模型CESM-UHR，将大气中的二氧化碳浓度分别设定为当前水平、2倍和4倍，进行对比分析。

结果显示，随着二氧化碳浓度升高，北极和南极沿岸海域的湍流和洋流更为强劲，海水的水平扰动也显著增强。

为对这一现象进行量化，研究团队采用了“有限大小李雅普诺夫指数（Finite-Size Lyapunov Exponent，FSLE）”。这一指数是衡量两个海水质点分离速度的指标，数值越大，表明水体混合越活跃、扰动越强。

模拟结果表明，由变暖引起的海冰快速减少会强化极地海域的洋流和湍流，预计未来极地海洋将演变成更加“剧烈起伏的海洋”。

尤其是，北极和南极扰动增强的成因并不相同。

在北冰洋，海冰减少使风的摩擦力增大，从而强化了表层环流和湍流；而在南极，海冰融水流入导致海水密度差增大，洋流强度随之增强。

第一作者 Lee Gyuseok 表示：“北冰洋与南极沿岸的地理结构差异，导致扰动形态不同”，“尽管如此，如果变暖持续发展，两大海域的水平扰动都会大幅增强。”

通讯作者、釜山大学气候科学研究所教授 Lee Jooni 称：“海洋扰动的增强，可能对鱼卵和幼体的存活、营养盐循环等极地生态系统全局产生重大影响。”

研究负责人 Axel Timmermann 表示：“我们正在开发整合气候与生命相互作用的下一代地球系统模型”，“借此将能更深入理解极地生态系统对变暖的响应方式。”

Axel Timmermann 团长。

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。