南极绕极流（Antarctic Circumpolar Current，简称ACC）是世界上流量最大且连接三个主要洋盆的洋流系统，它的变化不仅影响着南极周围海域的环境，也关系到全球海洋环流、气候变迁以及南极冰盖的稳定性。最新的2024年研究基于国际海洋发现计划（IODP）383航次在中央南太平洋深海沉积物中的多样代理数据，追溯了过去约530万年ACC的强度变化，揭示了其非线性、多周期以及与气候重要事件的密切关联。研究显示，ACC强度并未沿着全球气温和冰盖体积逐渐降低的趋势简单变化，而是在数百万年尺度存在明显的反转和多重周期性波动。这项研究免除了此前对ACC长期演化的许多不确定，提供了科学界认识南极洋流系统历史动态的有力证据。 南极绕极流的形成和机制是由风应力、洋流密度差异和涡旋活动等多重因素综合决定的。特别是南方西风带（Southern Westerly Winds，SWW）的风应力通过动力和热盐过程影响ACC的流速和路径。
现代观测表明，随着温室气体排放增加，ACC出现加速趋势，但南极大陆附近的海洋升温却相对滞后，这一复杂动态与海洋与大气之间的交互作用密切相关。通过对太平洋南部沉积记录使用可排序粉砂（sortable silt）作为底层水流速度的代理，可以定量反映古代ACC强度的变化。解析显示，过去的ACC经历了周期性的增强与削弱变化，其强度波动与地球轨道参数，尤其是约40万年的偏心率周期密切相关，反映了天文尺度对南极洋流的调控作用。 从总体趋势来看，在整个530万年跨度内，ACC强度历史既有增有减，且贯穿多个气候过渡阶段。研究证实，在上新世晚期至更新世初期（约5.3至3百万年前），伴随着全球温度下降和南极大陆冰盖的扩展，ACC强度呈现整体上升的趋势。这一阶段的加强与南方西风带的加强和气候系统整体冷却相一致，风带压力的增强直接推动了ACC的动力增强。
同时，这也对应了热带太平洋温度格局的变化和东亚季风的加强，显示了热带与极地间气候系统的耦合影响。令人关注的是，此后进入更新世中期，约在130万年至100万年前，ACC强度出现明显下降趋势，尽管全球气候仍在持续冷却且冰盖体积接近现代水平。这种意外的下降表明，早期更新世的ACC响应机制与之前的历史阶段显著不同，可能受到南极洲冰盖重新配置、海冰范围扩大及海洋盐度结构变化的影响。这一时期恰逢强烈的地球气候系统重组，即中更新世过渡期（Mid-Pleistocene Transition，MPT），导致冰期时积累的海洋环流结构和风带格局发生改变。 在更精细的时间尺度上，ACC强度变化同样呈现着与冰期与间冰期密切相关的周期性波动。在南太平洋各采样点横跨ACC纬向的记录显示，冰期时ACC流速普遍减弱，强度降低幅度在不同纬度有所差异，但整体呈现约30%以上的减弱。
而在间冰期，尤其是近期间冰期如MIS 5与MIS 7，ACC强度达到甚至超过全新世平均水平。部分极暖间冰期如MIS 11期间，ACC强度显著增强，达到了历史最高峰的150%以上，突显了ACC在暖期气候条件下的加强趋势。与此同时，伴随ACC强度变化的还有南极近海的硅藻（opal）沉积带的北移或南移，这反映了海洋前沿位置的变动和生物地球化学循环的调节，进一步间接体现了ACC对海洋生态系统和碳循环的影响。 关于ACC强度与南极冰盖间的关系，研究结果表明两者存在复杂却紧密的联系。例如，东南极钻探项目（ANDRILL）所提供的西南极冰盖（WAIS）历史扩展和消退证据与ACC强度呈现负相关：冰盖扩展期对应ACC减弱，冰盖撤退期伴随ACC增强。这一现象可能源于ACC流速的加快推动了较温暖的环极深水（Circumpolar Deep Water）输送至冰架基底，促进了海冰消融与冰盖稳定性的负反馈。
此外，ACC的变化对大气二氧化碳浓度有重要调控作用。冰期时ACC减弱降低了南极近海深水的上升和碳释放，而暖期ACC增强则促进碳循环和大气CO2的释放，这一机制对于理解长期气候变化模式至关重要。 另一个关键发现是ACC的多周期性变化不仅受高纬度冰盖和温度控制，还受到低纬度热带及季风气候系统的影响。特别是400千年的轨道偏心率周期调节了通过热带太平洋南部喷射流对南方西风带的影响，从而间接调控了ACC风驱动的变化。这种低纬高纬耦合机制的揭示，为理解古气候中不同区域气候系统互动提供了新视角，也说明未来气候变暖或相对于冰期气候的转变过程中，ACC可能经历类似复杂的响应模式。 这项研究意义深远，不仅丰富了我们对南极绕极流长时期演化的认识，也为当前和未来气候变化的海洋环流响应机制提供宝贵的古气候证据。
随着现代ACC因人为温室气体增多出现加速趋势，结合过去暖期ACC增强的地质记录，提示未来气候变暖可能导致ACC进一步增强。这可能加剧海洋热量和碳的运输，对全球气候系统产生深远影响，包括南极冰盖的不稳定性和全球碳循环的反馈。因此，对ACC演变过程的深入理解，是提高气候模式预测能力和制定有效应对气候变化策略的关键。 未来研究可进一步扩展ACC不同经纬度剖面的高分辨率沉积物分析，结合数值模拟，细化对ACC动力学变化及其与大气环流、冰盖变化之间的反馈机制的认识。同时，探究ACC与海洋生态系统、生物地球化学过程的联动关系，将为科学界建立全球海洋系统响应气候变化的综合模型提供重要数据支持。 综上所述，五百万年的南极绕极流强度变迁是全球气候系统复杂相互作用的结晶，通过对这一过程的解析，我们不仅能够洞察过去的气候演化路径，也为未来南极及全球气候的预测与管理奠定了坚实的科学基础。
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