研究表明风是南极深水形成和地球海洋环流的主要驱动力

地球海洋是一个复杂的系统，其相互关联的性质具有全球影响。在南极洲周围，南大洋深处形成寒冷而稠密的海水。这被称为南极底层水(AABW)。它包括海洋最深部分的大部分和地球海洋环境体积的大约三分之一。AABW 在全球环流和海洋翻转模式中发挥着重要作用，将热量、盐、碳和营养物质向北输送到全球各地的盆地。

然而，近几十年来，AABW 变得更加温暖，盐分减少，并且体积也有所下降。这会对海洋温度、通风和营养物质在地表的分布产生影响，影响海洋生态系统及其支持的多种生物体。它还影响全球气候和海平面上升，从而影响沿海社区。

AABW 的形成是冷极地风将海冰带入该地区的结果，海冰的形成将盐分排入海洋(海冰的盐度约为 5 ‰，而周围海水的盐度为 34.5 ‰)。这些盐集中在海洋中，使海水密度更大，从而下沉，将更温暖、更具浮力的近海海水吸引到该地区，形成称为温盐环流的连续循环。

澳大利亚新南威尔士大学的研究人员基于洋-海冰模型，模拟了 60 年来南极洲周围四个地区(威德尔海和罗斯海、普里兹湾和阿德利海岸)AABW 的形成和迁移。 。这些模型发表在《地球物理研究杂志：海洋》上，考虑了海冰迁移、陆基冰融化和沿海风的变化如何影响 AABW。

威德尔海和罗斯海的 AABW 水库出口可持续长达两年，而普里兹湾和阿德利海岸则不到一年。研究发现，前一种情况对其后长达十年的海洋环流产生强烈影响，而后一种情况是由于南极东部陆架较窄导致深海水(DSW)快速流出，从而防止了深度积累。

威德尔海和罗斯海 AABW 形成增加的一个假定原因是极地东风减弱，甚至完全逆转为西风，这减少了输送到该地区的海冰量，因此留下了更多的开放海洋。这就形成了冰间湖，它们暴露在南极冷空气的全部力量下，从而促进海冰以更快的速度形成。因此，随着海冰的增长，更多的盐被排入海洋，从而增加了可形成致密的含盐 AABW 的量。

威德尔海是 AABW 形成水平最高的区域，沿着大陆架的最大 DSW 流速高达 490 万立方米/秒，当 AABW 输出到海洋时，该流速将增加到 970 万立方米/秒。其他大洋盆地的深渊。

地表水质量转化估计用于计算由于温度和盐度变化引起的浮力差异而导致地表水被迫深入深处的速率(这一过程称为下降流)。这是通过将类似染料的示踪剂释放到四个区域的地表水中来实现的，每个区域使用不同的颜色。此前的研究发现，普里兹湾释放的示踪剂表明AABW向西与威德尔海的踪迹合并，进入大西洋和西印度洋。与此同时，来自阿德利海岸和罗斯海的 AABW 合并并出口到太平洋。

季节性也被证明是 AABW 形成和运输的一个因素，南方冬季(发生在南半球六月至八月)地表水的下降量最大，而夏季则没有或很少。

在海冰形成过程中，盐水被排入海洋，增加盐度并导致地表水转化为深层水。在罗斯海内，研究人员发现，随着海冰形成的增加，深海水进入 AABW 的通量增加，尽管这在所有四个区域中并不一致。当密集深海水和含盐深海水发生特别强烈的下降流事件时，模型显示该地区此后长达 10 年的 AABW 出口量较高。这种情况发生在威德尔海，当时 1962 年、1980 年和 1998 年强烈的表层水团输送导致 1960 年代、1980 年代以及 1990 年代末至 2000 年代中期 AABW 形成增强。

虽然这项研究显示了风和 DSW(随后的 AABW)形成之间的相关性，但科学家们确实注意到，潮汐的影响并未包含在模拟中，众所周知，潮汐的影响有助于减少 AABW 的形成，即减少 10%威德尔海和罗斯海分别减少了 30%。它还没有考虑融水输入的季节性变化，融水输入使盐水或冰架空腔变得新鲜。然而，它确实强调了气候研究人员需要考虑短期年际变化和长期机制的影响，以了解未来变暖减少甚至崩溃 AABW 形成的影响。