利用欧洲航天局（ESA）土壤湿度和海洋盐度卫星（SMOS）的数据，科学家揭示了南大洋一个惊人变化：南极洲周围的表层海水正变得更咸，即便海冰在迅速减少。这一发现有悖常理，因为通常冰融化会使海洋表层水变淡。
这一变化影响深远，因为这片偏远区域的改变，可能扰乱全球洋流、影响气候模式，并改变远超出南极洲范围的生态系统。自2015年以来，南极洲失去的海冰面积与格陵兰岛相当，这是近几十年来地球上最快的环境变化之一。一般而言，冰融化会降低表层水的盐度，创造有利于冰再生的条件。
然而，由英国南安普敦大学领导的一组研究人员，通过SMOS任务对海洋盐度的测量，有了惊人发现。他们发现在南纬50°以南，表层盐度突然上升，这意味着冰融化使表层水变淡的过程更为复杂。
这一变化完全出乎意料。自20世纪80年代初以来，表层水一直在变淡变冷，这有助于海冰扩张。本周在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表研究的阿莱桑德罗·西尔瓦诺称：“这一发现出乎意料，因为冰融化应使海洋变淡，而非变咸。但SMOS卫星数据显示情况相反，这令人深感担忧。”
更咸的表层水改变了海洋的动力学。通常，寒冷、新鲜的表层水位于温暖、咸度更高的深层水之上，因为在这些纬度，浮力主要由盐度控制。这种分层将热量困在海洋深处，使表层水保持凉爽，有助于海冰形成。
但现在，更咸的表层水使来自更深层的热量更容易上升。这种温暖海水的向上流动从下方融化海冰，使冰更难重新形成。这一海洋状况的转变，与南极海冰的急剧减少以及莫德海隆冰间湖意外重现同时发生，该冰间湖是威德尔海中一片自20世纪70年代以来就未出现过的开阔水域。
西尔瓦诺博士评论道：“莫德海隆冰间湖的重现，凸显了当前情况的异常。如果这种高盐度和海冰减少的趋势持续下去，可能导致南大洋发生持久变化，对世界其他地区产生影响。”
监测南大洋并非易事。作为地球上最偏远、风暴最频繁的地区之一，且有时数月处于黑暗之中，这给科学研究带来重大挑战。为克服这些挑战，南安普敦大学的研究人员与西班牙巴塞罗那专家中心合作，开发了先进算法，利用卫星数据追踪极地地区的海洋表层状况。该项目由ESA的“面向社会的科学”倡议通过地球观测“未来地球观测”（FutureEO）计划资助。
ESA地球观测海洋科学家罗伯托·萨比亚表示：“这再次证明了从太空测量海面盐度的重要性。这种新型区域产品旨在克服传统高纬度盐度反演的局限性，在高纬度地区，海水密度很大程度上受盐度控制。”
通过将ESA的SMOS卫星观测数据与各种设备的现场测量数据相结合，研究团队建立了一个15年的数据集，捕捉了南大洋盐度、温度和海冰的长期变化。
西尔瓦诺博士补充说：“我们的新研究表明，南大洋正在发生变化，但方式与我们预期不同。我们可能比预期更接近越过某个临界点，并且可能已进入一个由海冰持续减少定义的新状态，而这由一个新发现的反馈回路维持。”
南极海冰的流失具有深远的全球影响。随着冰融化，更多储存在海洋中的热量释放到大气中，引发更强烈的风暴，加速气候ŏ..
南极洲不再是曾经被认为的稳定、冰冻大陆。它正在经历快速且出乎意料的变化，而目前的气候模型并未预测到这些变化。直到最近，这些模型还假设气候变暖会导致降水增加和冰融化，使表层水变淡，有助于维持相对稳定的海冰水平。
但这一假设不再成立。这些新发现揭示了表层水盐度上升、海洋分层结构的破坏，以及海冰减少速度比此前预期更快。该论文的共同作者阿尔韦托·纳韦拉·加拉瓦托补充说：“这些发现表明，我们对海洋和气候动力学的理解仍存在差距。如果我们想追踪和预测这些关键变化，持续的卫星和现场监测至关重要。”
此次研究活动是ESA – EC地球系统科学倡议的一部分，旨在确保ESA和EC资助项目间的科学协调，以解决地球系统和气候研究中的主要观测和知识空白。
关于SMOS：ESA卓越的土壤湿度和海洋盐度（SMOS）任务最近迎来在轨15周年里程碑，该任务观测地球水循环的两个重要方面：土壤湿度和海洋盐度。该任务推进了我们对水在地球表面和大气之间如何交换的理解，有助于改进天气和气候模型。SMOS于2009年发射，是ESA“未来地球观测”（FutureEO）计划下开发的地球探索任务。