百科名片

基本信息

结构(贯通全球的流向 四锋及三大水体)

动力学(水流力量的平衡的疑问 温盐环流理论 弯流理论 南极洲环流的周期性波动)

形成

百科名片

南极洲环流（Antarctic Circumpolar Current，ACC），或称为西风漂流（West Wind Drift），为一个环绕南极洲由西向东的洋流。南极洲环流为南冰洋的主要循环系统特征。她令温暖的海水隔离南极洲，令其大陆维持其巨大冰原（ice sheet）。

基本信息

南极洲环流被水手们广泛认知多年。杰克·伦敦的"Make Westing" 深刻地刻划出快帆船（clipper ship）上水手们在纽约至加利福尼亚的航线上绕过合恩角的困难。

结构

贯通全球的流向

南极洲环流接驳了大西洋、太平洋、印度洋盆地，并同时作为三者交流的主要渠道。此环流会受到地形及水底测绘（bathymetric）特征的强烈限制。由南美洲开始，南极洲环流流经南美洲与南极洲间的德雷克海峡，接着在斯科舍岛弧分割，微弱的温暖分支向北形成福克兰洋流，较强的分支则穿过岛弧在向东流。经过印度洋时，环流在印度洋的克革伦高原（Kerguelen Plateau）被分割，大部分流量转移向北。到达新西兰南部时，环流依照坎贝尔高原（Campbell Plateau）的轮廓流动，首次向南大幅转向然后再次转回向北。环流转向亦可以在其经过东南太平洋中洋脊（mid-ocean ridge）时出现。

四锋及三大水体

南极洲环流由三个各自绕南极环流的水体组成，水体之间的边界称为“锋”（front）。由北向南依次为:

副热带水体(subtropical water)，温暖、盐度高（盐度通常大于千分之34.9），不属于该环流。副热带锋（Subtropical Front，STF）, 南极洲环流的北界。亚南极海区(Subantarctic Zone), 其水体为亚南极水体(Subantarctic water)，携带了南极洲环流的大部分流量。也称为为亚南极模态水（Subantarctic Mode Water）特点是水面下出现盐度最低或是厚厚不分层的水体。由于对流混合充分，水中溶解氧高达6ml/l以上。副南极锋（Subantarctic Front, SAF），极锋海区(Polar Frontal Zone)，位于副南极锋与极锋之间的海域，水体称为副极地水体（subpolar water），盐度低、温度低。极锋（Polar Front, PF），向南越过锋海水温度突然下降2~3度、海水密度上升、盐分浓度也有明显下降。也是南大洋海洋生物差异的分界线。宽度约32～48公里，位于大西洋、太平洋、印度洋南纬48度到61度间。南极的海水在幅合带沉到亚南极的海水之下，混合后涌升起来，因此海水的初级生产量较高，以南极磷虾生物资源量大而著称。南极海区(Antarctic Zone), 其表层为南极表层水(Antarctic Surface Water)，温度非常冷、盐度相对淡(由于持续的降水与冰山在此区域融化)。南极表层水潜入海面以下1000米左右的深度，称为南极中层水(Antarctic Intermediate Water, AAIW)，在大西洋、印度洋、太平洋延伸到赤道以北20°N。南面分界锋（Southern acc Front，sACCf 或Southern Boundary front），大量的深海水上升到水面下几百米。南极大陆海区(Continental Zone, CZ) 南极大陆与南面分界锋(sACCf)之间的水体，表层水的特点是温度低、盐度低。不属于环南极洋流。大部分的流量由位于中部的两个锋之间的亚南极模态水体所携带。南极洲环流在德雷克海峡的总流量估计为135百万立方米/秒（即斯维尔德鲁普, Sv），亦即约为全球河流流量总和的135倍。在印度洋有较少的水量加入南极洲环流，在塔斯曼尼亚南部的水量为147Sv，南极洲环流在此处为全球最大水量的地点。

动力学

水流力量的平衡的疑问

普遍认为南极洲环流的巨大流量是因为南冰洋西风带强烈的风引致，而此风更吹在整个开放的纬度上。如果纬度上有陆地，风吹在密度低的表层水上很容易便会叠起来被大陆所阻碍。但南冰洋密度低的表层水的动量不能以以上方式取得平衡。

温盐环流理论

各种理论在不同层面提出了关于由风引起的南极洲环流动量平衡问题。风所推动的东向动量不断增加，因为科里奥利力而令水分子漂离地球的自转轴（即向北行）。此向北流量被深度低于洋脊系统的在压力驱动下向南流的深水大洋底流平衡掉了。部分理论把以上水流直接连系在一起，意味着南冰洋水流引起显著的上升水流，把密度高的深层水转化成密度低的表层水，与及由原本向南的水流转化成向北。以上理论把全球性温盐环流计算在南极洲环流的强度中，特别影响了北大西洋的性质。

弯流理论

另一方面，有如发生在海洋的大气风暴的海洋涡流，或视为南极洲环流的大规模弯流（meanders）可能直接把流量动量带至水柱下。这是因为水流可以在槽造成一个纯南向力，而在脊造成一个纯北向力，两者不需要任何密度的转移。实际上温盐环流及弯流均可能作为一个重要角色。

南极洲环流的周期性波动

近期研究指出南极洲环流依时间而改变。以上发现的证据为南极绕极波（Antarctic Circumpolar Wave），南极绕极波为一个影响大部分南半球气候的周期性振动。另一证据为南极涛动（Antarctic oscillation），包含了南极风力及位置的转变。南极涛动的趋势被假设为因为南极洲环流在近二十年的水量增加。

形成

3350万年前，澳洲大陆与南极洲大陆分离，塔斯马尼亚海道(Tasmanian Seaway )形成。冈瓦那大陆在2千3百万年前(中新世)以德雷克海峡为界分裂成为南极洲及南美洲，南极洲环流于是形成。由于南极洲与温暖洋流受到阻隔，南极洲变得越来越冷，冰川开始在原本是森林的大陆上形成。