全球变暖可导致南极大陆周边海洋变暖，暖水引起南极冰架（南极冰盖漂浮在海洋的部分）底部融化并促进冰架崩解，对全球海平面变化有重要影响。目前，西南极冰架底部融化最为严重，是全球关注的焦点。冰架底部融化在冰架底部形成多种空间尺度的底部通道，这些通道不仅影响冰架动力稳定性，还会影响冰架底部融化大小、分布以及冰架底融水的热力与动力过程。但是，由于以前模式的分辨率不够，这些重要影响没有得到应有的研究。

本研究通过发展一个垂向具有米级分辨率（4m）的三维冰架—海洋边界流模式，研究了不同形状的南极冰架底部通道对底部融化率（图1a，d，g）、融水热力过程（图1b，e，h）与动力过程（图1c，f，i），以及通道内流向冰架外海洋的质量、热量、浮力等通量的重要影响。

图1. 不同断面形状的冰架底部通道对底部融化率（a，d，g）、近冰架海温（b，e，h），以及冰架底摩阻流速（c，f，i）的影响。

通过开展大量敏感性数值实验，本研究发现：与浅通道的影响相比，深通道会导致更大的通道内融化率、更高的融水输运量，以及通道内融水更显著的升温与盐化作用，而这些均由通道内复杂的环流结构及相应的温度和盐度分布所决定（图2上图）。因此，本研究强调：在关注冰架底部通道演变的同时还需加强通道内部及位于冰架前缘通道出流处的海洋水文综合观测。如图2所示，本研究成果可为评估南极冰架底部质量平衡，量化冰架底融水对南极近岸海洋环境的影响提供重要依据。

图2. 不同深度冰架底部通道内环流、温度、层结，以及底部融化的比较示意图（上图）；不同深度底部通道内融水出流对冰架前缘近岸海域影响的多学科意义（下图）。图中GMW指代冰架底融水，亦即冰架融化淡水与其热源的混合水团。

研究成果于2024年4月3日发表于国际著名期刊Nature Communications，题目为‘Ice shelf basal channel shape determines channelized ice-ocean interactions’。我实验室前沿研究中心极地海洋组程晨副研究员为文章的第一和通讯作者，合作者包括英国诺桑比亚大学的Adrian Jenkins教授，英国南极局的Paul R. Holland教授，我实验室极地海洋组王召民教授，南京信息工程大学董济海教授，以及我实验室极地海洋组刘成彦副研究员。

本研究得到南方海洋实验室自主科研项目、国家自然科学基金极地专项项目的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-47351-z