水团的形成和扩散421表层海洋

一系列的海洋锋——由水的性质，特别是温度和盐度的突然变化所定义的狭窄的可变带——将南大洋的表层水划分为几个区域(例如Gordon, 1975;执事,1982;惠特沃思,1988)。早期研究确定了(从南到北)极地、亚南极和亚热带锋(图4.2)。最近的水文横断面，尤指在世界海洋环流实验(WOCE)，揭示了位于极锋以南的额外边界，并称为“南部”和“南部边界”锋(图4.2和4.3;Orsi等人，1995;Orsi和Whitworth, 2005)。此外，这些详细和有时重复的横断面，以及卫星对海洋高度、温度和漂浮物轨迹的观测，揭示了锋面系统的复杂和动态特征

塔斯曼盆地

西南太平洋

500年代盆地

好600年

900 e

东南太平洋盆地

900 w

海克罗泽

盆地我

600 e

Madg。盆地

Mozb。盆地

300 e

阿根廷

开普盆地_

300 w

传说

U深度<3500米

图4.3:南大洋主要海洋锋面系统的位置(基于Orsi等人，1995年，但根据Carter等人，1998年和Morris等人，2001年对新西兰地区进行了修改)。重复的水文横断面、卫星观测和漂流浮标显示，锋面系统是具有显著时空变异性的动态特征，但通常受海底地形的限制(Moore等，1999年)。P14和S2为图4.4和4.5所示的WOCE水文样带位置。Madg。马达加斯加盆地;Mozb。莫桑比克盆地。前线名称见图4.2。基础图表是根据Orsi和Whitworth(2005)修改的。

(霍夫曼,1985;戴维斯,1998;摩尔等人，1999;Rintoul等人，2001;Kostianoy等人，2004;Sokolov和Rintoul, 2007)。

在认识到这些复杂性的同时，主要锋面仍然可以用来定义三种主要地表水的分布，其特征主要是它们的潜在温度(8)、盐度(S)和氧含量(见Orsi和Whitworth, 2005年的水文图)。(1)接近冰点和相对新鲜的南极地表水(AASW)形成了一层约100米厚的水层，从南极大陆架延伸到极锋，通常定义为南极的最北端地下温度最小值(Belkin and Gordon, 1996;图4.4和4.5)。AASW温度通常小于0°C，但在锋面附近或温暖的深水接近地表的地方可能上升到2.5°C (Gordon, 1975;执事,1982)。盐度(S)在区域上存在差异，罗斯海和威德尔海的最高盐度为S> 34.3 psu，而南极洲周围其他地方的AASW通常为S< 34.0 psu。(2)在极锋和亚南极锋之间存在着过渡性地表水(AASW和SASW)。当AASW下沉到极锋附近时，其结构对其混合和交织的响应是复杂的(例如Gordon, 1975;Rintoul et al.， 2001)。因此，性能是可变的，但通常S为~ 34.0-34.4 psu, 8为3-8°C(图4.5)。(3)在亚南极锋以北发生的SASW，通常包含向北升温~6°C至12°C的水。 Salinity is typically >34.3 psu except in the SE Pacific and Drake Passage where values decline to <34.16 psu. Like its more southern counterpart, SASW may be affected by vertical mixing as surface waters除去和混合(例如Morris et al.， 2001)。亚南极水域的北部界限是副热带锋，温度急剧上升4-5°C，盐度急剧上升0.5 psu(图4.3;执事,1982)。副热带锋以北以副热带地表水为主。

4.2.2.亚南极模式水和南极中水

南大洋近水面到深水的等斜层——密度恒定的表面——呈阶梯状向南极洲上升。在靠近海洋锋面的地方，等斜岩可能会露头，表明深水上升到海洋表面或表层水下降(图4.2、4.4和4.5)。在后者的情况下，冬季冷却和亚南极锋北侧地表水的混合形成了亚南极模式水(SAMW) (McCartney, 1977;莫里斯等人，2001;Rintoul et al.， 2001)。这种混合良好、通风良好的水沿锋面的大部分向北下降至约500m深(图4.2)。AAIW也从表面下降，经过

60.0°s 55.0°s

从WOCE线P14穿过罗斯海和新西兰之间ACC的一个主要收缩的密度(C)(位置见图4.3)。南极边缘的等值线显示了致密陆架水的下降，盐度场显示，这可能与nadw、LCDW的影响混合在一起。由此产生的AABW(参见图4.5)包含在西南太平洋海盆内。在极锋以北的地表，低盐度AAIW向北下降(图4.4B)。水文剖面来自于WOCE南大洋地图集http://woceatlas.tamu.edu/．前线名称见图4.2。

图4.4:(续)。

(图4.2和4.4)。AAIW的盐度最低(34.3-34.5 psu)，温度为- 3-7°C。然而，推动AAIW形成的过程尚不清楚。形成可能与冷AASW的风强迫或密度驱动下沉有关，实际上AASW和AAIW盐度场之间似乎存在连续性(图4.4和4.5)。然而，麦卡特尼(1977)认为AAIW可能至少部分由密集的SAMW演化而来。无论其起源如何，与广泛形成的低空气流相比，新的低空气流目前主要出现在大西洋西南部和太平洋东南部。从这些地点，AAIW以反气旋的形式进行海洋环流副热带环流向北延伸并局部超出赤道，然后向南返回为“旧”AAIW，在西部边界流中运输(Rintoul等人，2001;Ridgway和Dunn, 2007)。

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