南极宇航员海夏季水文结构变化特征研究

李化，李丙瑞，郭晓嘉，3，席颖，陈超

（1.上海海洋大学 海洋生态与环境学院，上海201306；2.中国极地研究中心（中国极地研究所），上海 201209；3.太原理工大学 电气与动力工程学院，山西 太原 030002）

目前，极地海洋水团、环流、物质能量交换过程及其与全球气候变化的互馈关系是国际极地科学研究的重点和难点之一[1-3]。南极是全球气候变化的关键区和敏感区，南大洋对全球大洋环流有着重要的影响[4-6]。宇航员海（Cosmonaut Sea）位于威德尔-恩德比盆地中，东北紧邻凯尔盖朗高原，东部为伊丽莎白公主地，是极地环流的一个重要交汇点[7]。

宇航员海是南极重要的边缘海之一，其范围东西方向约为32°E－62°E，南北方向从62°S 一直到南极陆架。宇航员海海域在动力过程上非常活跃，具有大规模的纬向和经向海洋环流结构[8-9]、海冰的年度生消[10]以及明显的季节性表层水团转换[11-12]。宇航员海海域广泛分布着一年冰，受到局地的中小尺度海-气界面过程直接影响季节变化强烈[13]，季节性混合层明显[14]，强烈的上升流给渔业资源带来了丰富的营养物质[15]。

南大洋气候环境恶劣，现场观测难度大，很少有大规模的跨学科综合调查，相比其他海域宇航员海的考察更少。直到2006 年，澳大利亚联合日本等国家首次在西南印度洋（30°E－80°E）开展了BROKE-WEST（Baseline Research on Oceanography，Krill and the Environment-West）的跨学科综合调查[16]。除了以磷虾与鲸类为基础的生态资料，该调查收集了海流、温度、盐度、溶解氧与叶绿素等环境要素，为该区域生态系统和自然环境的相互作用全面分析提供了较丰富的信息。

早期已有学者对宇航员海水团特性、环流、海冰生消等物理过程及其生态响应进行了分析研究。Williams 等[17]根据BROKE-WEST 调查资料分析了宇航员海海域内陆架陆坡和上升区表层的大规模环流、水团与锋面，表层环流与全深度环流相匹配，除了北部的南极绕极流（Antarctic Circumpolar Current，ACC）和南部沿大陆坡的南极陆坡流（Antarctic Slope Current，ASC），在南极绕极流边界以南还有两个亚极地环流——威德尔环流东部延伸体（约50°E 以西）和规模更大的普里兹湾环流（约60°E 以东）。Meijers 等[16]分析了宇航员海海域内大规模、全海洋深度的环流和水体输运，指出威德尔环流东部延伸体在该海域西部（30°E－50°E）之间的环流中占主导地位，南极绕极流从北部延伸至该海域东部（50°E 以东），并估算出紧靠大陆架的南极陆坡流输运量约15.8±7.4 Sv。宇航员海会周期性出现大型冰间湖，海面风场驱动的上升流在冰间湖的产生和维持过程中非常重要[18-19]，风场的输入使得大尺度季节性混合层由西向东逐渐变深，同时也影响着渔业资源[17]。Westwood 等[20]计算了该海域的初级生产力，Anilkumar 等[21]分析了该海域物理过程的生物响应，区域环流与表层生物生产力的分布密切相关[22]。

综合前人研究，对东南极宇航员海的认知较为有限，尤其是宇航员海水文结构的年际变化特征，这源于现场观测数据的匮乏。本文利用我国第37次与38次南极考察在宇航员海获得的观测数据，结合卫星遥感和再分析资料等，分析了夏季该海域主要水文结构及其变化特征等，期望能获得对该海域水文结构的更深刻认知，并为相关研究提供参考。

1 数据与方法

本文所采用的观测资料为中国南极科学考察（CHINARE 37-38）在宇航员海海域获取的CTD数据（站位图如图1，后文中东西部海域以52°E为界），CHINARE-37与CHINARE-38海洋综合站位观测时间分别为2021年1月1－28日、2022年1月27日至2月26日，CHINARE-37共34个观测站位，CHINARE-38共54个观测站位。

图1 中国南极科学考察CHNNARE37-38宇航员海站位分布图

本文采用美国海洋资料中心（NDOC）提供的WOA23（World Ocean Atlas 2023，https:∕∕www.ncei.noaa.gov∕） 气候态温盐数据，选用了自1991－2020年的月均温盐气候态资料。

海冰密集度（Sea Ice Concentration，SIC）采用不莱梅大学提供的AMSR2 数据（https:∕∕seaice.uni-bremen.de∕data），其空间分辨率为6.25 km×6.25 km，本文选取了考察期间的每日海冰密集度数据，计算各航次每周的平均海冰密集度。

此外，本文采用了欧洲中期天气预报中心（ECWMF） 提 供 的ERA5 （https:∕∕cds.climate.copernicus.eu∕）再分析资料。选用了考察期间逐日的短波辐射、长波辐射、感热、潜热、海平面气压、风场与风应力旋度等，并计算月平均场。

海表热量交换包括长波辐射、短波辐射、感热通量与潜热通量等[23]。本文通过下述公式计算海表净热通量（QN）：

式中：QSN为净短波辐射，QBN为净长波辐射，LE和HS分别为海面潜热通量LE和感热通量HS，其中QBN、LE和HS为正时表示海洋损失热量，QN和QSN为正时表示海洋获得热量。

2 宇航员海夏季水文结构特征

基于前人的研究成果，对宇航员海海域的水团性质及分布已有初步了解。我们通常通过水文特性来识别水团，宇航员海海域内发现的水团主要包括南极表层水（夏季可分为夏季表层水与冬季残留水）[24]，绕极深层水，变性绕极深层水和南极底层水（表1）。

表1 水团的边界温度和盐度值

2.1 水团特征

图2 为第37、38 次南极考察期间宇航员海海域CTD 观测数据的θ-S点聚分布图，可以看出该海区主要水团可分为4类。

图2 宇航员海θ-S点聚分布图

1.南极表层水（-1.90 ℃＜θ＜2.00 ℃，33.00＜S＜34.50），按照其温盐性质，可以将表层水分为：夏季表层水与冬季残留水。夏季表层水（-1.50 ℃＜θ＜2.00 ℃，S＜34.20）具有高温低盐的特性。受到夏季融冰、太阳辐射和大气强迫等因素影响，夏季表层水温度范围大、盐度低，在θ-S 图中分布较为分散。随着表层辐射增强，夏季表层水温度整体上升，夏季风速较小，混合深度较浅，夏季表层水往往分布在50 m 深度以上，温度在-1.50 ℃以上。2 个航次观测到的大部分夏季表层水温度低于0 ℃，CHINARE-38 的夏季表层水较CHINARE-37 更暖，其温度最高可到1.14 ℃。 CHINARE-37 夏 季表层 水盐度 较CHINARE-38 低，最低达到33.00。冬季残留水（-2.00 ℃＜θ＜-1.50 ℃，34.20＜S＜34.50）位于夏季表层水薄层之下，保持着冬季水团的温盐性质，其水团核心温度低于-1.50 ℃，盐度低于34.50。冬季残留水的空间性质分布与区域季节性变暖与降温、风力强度、季节性海冰进退和环流密切相关。CHINARE-37 观测到的冬季残留水性质与CHINARE-38 类似，2 个航次冬季残留水的最低温度均接近-1.82 ℃，CHINARE-37 中盐度约为34.20～34.37，CHINARE-38 盐度最高可达34.41。

2.绕极深层水（0.50 ℃＜θ＜2.00 ℃，34.50＜S＜34.75）。绕极深层水是宇航员海海域内体积最大的一个水团，其在θ-S 图中呈现抛物线状分布，表现为高温、高盐的特征，是整个海域内温度最高的水团。绕极深层水分布在200 m 以深，温盐性质表现比较稳定，盐度随着深度增大而略微增加。西部海域（50°E 以西，63°S 以北）的绕极深层水核心温度（1.60～1.82 ℃）低于东部海域（50°E 以东，63°S 以北）的绕极深层水核心温度（1.70～1.91 ℃）。

3.变性绕极深层水（-1.50 ℃＜θ＜0.50 ℃，34.20＜S＜34.70）是绕极深层水在涌升过程中与冬季残留水混合而形成的过渡性水团，θ-S图中变性绕极深层水的温盐特性介于向上涌升的绕极深层水与冬季残留水之间。

4.南极底层水（-0.80 ℃＜θ＜0.00 ℃，S＞34.60），位于3 000 m 深度以下海域底层，2 个航次中均观测到了南极底层水的存在，该水团来自相邻海域的达恩利角底层水。其温度随着深度的增加缓慢降低，CHINARE-37 观测到的南极底层水近海底处温度降至-0.70 ℃左右，盐度约为34.60～34.70，CHINARE-38 因大部分观测站位深度受限在1 000 m 以上，观测到的南极底层水有限深度最低为3 500 m左右，温度约-0.47 ℃。

2.2 水文结构变化特征

为了解宇航员海海域夏季的水文结构，从CHINARE37-38 航次中，分别取了3 个代表性经向断面（45°E、50°E、60°E）。其中CHINARE-38部分站位因为观测受限，观测深度只到1 000 m 附近，仅在45°E 断面有3 个站位、50°E 断面有2 个站位、60°E断面有1个站位采样深度到达海底。

CHINARE-37 的45°E 断面30 m 以浅为温度在-0.50 ℃以上的夏季表层水，温度会随着深度增加而降低，其下30～200 m 深度内广泛分布着低温的冬季残留水，在图3（a）中64°S 以南的冬季残留水均超过150 m，靠近大陆架区域的冬季残留水最深可达400 m；64°S 以北中心海域内的冬季残留水受到表层升温与绕极深层水涌升的影响，其厚度仅十几米且核心温度比陆架区域要高约1.00 ℃。45°E 断面上出现两个暖核：近陆架区域暖核位于65.60°S－66.30°S 深度280 m 附近，中心温度可达1.32 ℃；南极表层水与绕极深层水间有明显的温盐界面，其在中心海域的界面比近陆架区的界面要浅约100 m。45°E 这一断面的绕极深层水温度和盐度比东部60°E 的更低（图5（a），图5（b）），在θ-S散点图中也可以找到相关证据。

图3 45°E断面温盐分布图（CHINARE37-38）

CHINARE-38 表 层 水 体 较CHINARE-37 升 温明显，中心海域表层温度普遍高于0.40 ℃，在64°S处表层温度最高达1.13 ℃；CHINARE-38 近陆架区域表层盐度偏低。CHINARE-38 的残留冬季水明显更暖更薄，来自东部的温暖变性绕极深层水不断涌升并与上层水体混合。CHINARE-38 的45°E断面同样可以观测到有两个类似的暖核，暖核位置与强度在不同年份有所差异：CHIINARE-38 近陆架区域暖核位于65.10°S－65.80°S 深度200 m 附近，中心温度高于1.45 ℃，位置较CHIINARE-37更浅更靠北，核心温度也高出约0.12 ℃。

CHINARE-37 的50°E 断面观测纬度范围较窄，但也能看出与45°E 断面上相似的结构：中心海域（64°S 以北）的冷暖水团界面稳定在100 m深度附近；近陆架区域（65°S 以南）冬季残留水能向下延伸至300 m 甚至更深处。CHINARE-37观测的50°E 断面缺失66.50°S 以南的资料，没有发现类似45°E 断面的双暖核结构，CHINARE-38约600 m 深处（65.50°S－65.70°S，图4）有高于0.40 ℃的局部高温。

图4 50°E断面温盐分布图（CHINARE37-38）

在50°E 断面中CHINARE-38 的表层水体比CHINARE-37 的表层水体更暖，CHINARE-38 断面63°S 处67 m 附近温度出现表层温度的最大值1.21 ℃，中心海域100 m以浅的夏季表层水温度较CHINARE-37 的高约0.80 ℃，近陆架区域的大部分冬季残留水也较CHINARE-37 的高约0.40 ℃，CHINARE-38 的核心温度-1.76 ℃也高于CHINARE-37 的核心温度-1.87 ℃。值得一提的是CHINARE-37 断面中64°S 的200～800 m 范围内存在局部冷暖水团混合不均匀结构（图4（a）），但在CHINARE-38 相同位置并未出现类似异常结构，表现为明显的锋面（图4（c））。

CHINARE-37 的60°E 断面观测纬度范围最窄，在这一断面上表层大部分温度低于0 ℃，冬季残留水占据了表层至100 m 内的大部分区域，共出现3 个温度低于-1.50 ℃的核心，最低温度-1.78 ℃出现在48 m附近（59.97°E，64.36°S），表层盐度上也出现了小于33.40 的低值（图5（b））。CHINARE-37 的60°E 断面中64°S 的200～400 m 深度附近出现温度极大值1.91 ℃，高于其他断面的中层水核心温度，2 个航次中60°E 整个中层水温度均比其西部的45°E与50°E断面偏高，位置也更偏南。

CHINARE-38 近陆架区域观测资料较全，具有这6 个观测断面中最清晰的锋面结构，66°S 以北的表层水温度稳定在-0.40～0.40 ℃，中层100 m深度附近是涌升的绕极深层水与低温表层水接触，温度与盐度有明显梯度。66°S 以南为近陆坡陆架区，冬季残留水中心温度也较其他断面升高到了-1.57 ℃，这一水团与北部高温高盐的绕极深层水接触发生混合变性，温度与盐度均偏高。

为了将实测数据与多年气候平均态进行比较，作者截取了WOA23（1991－2020 年的1 月与2 月气候态）相同经向断面的温盐图。2 个月的气候平均态具有类似的温盐分布特征：夏季表层水均分布在表层50 m 深度以浅，呈现出南冷北暖的趋势，2月表层温度略高于1月；66°S以南的冬季残留水最厚，最深可达200 m 左右，65°S 以北的冬季残留水厚度约50 m，且1 月冬季残留水的温度低于2月；绕极深层水向南侵入的趋势明显，2月绕极深层水向上涌升的高度较1月高出10～20 m。

通过对比图6 可发现，CHINARE-37 中心海域（45°E－50°E，62°S－64°S）的表层水温度低于1 月的气候平均态、陆坡陆架区表层盐度最低；CHIINARE-38 表层水体中心海域内温度高于2 月气候平均态，局部海域存在温度异常略低于气候平均态，盐度与气候平均态相比差距不大。冬季残留水分布位置大致相同，其覆盖范围在66°S 以南陆坡陆架区50～200 m 深度附近，整体已经发生变性：64°S以南还能观察到中心温度低于-1.50 ℃的冬季残留水核心，64°S 以北冬季残留水厚度较薄，温度较高。WOA23（图6（a））45°E 断面中并没有特殊的双暖核结构，而是与其他2 个经向断面有非常相似的锋面特征，这一锋面结构将冷暖水团区分开来。绕极深层水的温度在深度600～800 m 随深度的变化降温明显，深度1 000 m 以下水体温度随深度增加而缓慢稳定降低。总体来说，64°S 以北的绕极深层水位置结构上没有明显的年际差异；2 个航次的绕极深层水差异体现在核心温度，这与WOA23的月份时间尺度上的差异相同（图7）；CHINARE-37 的50°E 断面中存在明显的混合不均匀结构，CHINARE-38 相同位置处冷暖水团界面明显，体现了不同月份间的差异。

图6 平面温盐图

从图3－图5 以及图8 可以看出：近岸海域冬季残留水下沉和中心海域绕极深层水涌升会造成局部区域盐度偏离气候平均态，其余区域相对稳定。

图8 WOA23的各断面夏季盐度分布图

宇航员海气候平均态的夏季表层水盐度基本稳定在34 以下；实测资料的近岸海域因融冰等因素影响出现了多个局部低盐中心。气候平均态的冬季残留水盐度介于夏季表层水与绕极深层水之间（34.20～34.50），结构近乎水平；实测资料的冬季残留水盐度性质与气候态相同，近岸海域冬季残留水水体较厚，造成这部分水体盐度较气候平均态偏低。气候平均态的绕极深层水具有海域内最高的盐度（高于34.50），分布在200 m 深度以下，高盐水核心位于800～1 500 m 深度（超过34.72）；实测资料的绕极深层水盐度性质与气候态基本一致。

3 海冰及海面强迫场对水文结构变化的影响

3.1 海冰密集度

夏季表层水位于季节性温跃层之上，由于融冰与太阳辐射等影响，其温盐性质变化较大。宇航员海除近岸区域有少量的多年冰外，其他均属于一年冰，季节变化强烈，并受到局地的中小尺度海-气界面过程直接影响。图9 为CHINARE-37与CHINARE-38 航次观测期间宇航员海海冰密集度平均分布图。

CHINARE-37 观测时间 为2021 年1 月，宇 航员海内近陆架区域（65°S 以南）分布大量海冰，海冰范围可以一直覆盖到南极大陆，近陆架区域海冰密集度接近100%。CHINARE-37 夏季表层水温度较WOA23气候平均态低约0.50 ℃，近岸海域（65°S 以南）夏季表层水温度低于0 ℃，对应着图9 中高海冰密集度覆盖区域。夏季表层水的高温高盐核心位于中心海域（64°S－65°S，50°E 以西）的无冰区域，该区域的表层海水长时间接收太阳短波辐射，温度偏高，并且无冰海域的表面风有更长时间搅拌海水促使混合层的形成，充分的混合会使表层海水盐度值较高。夏季表层水的低盐中心位于60°E断面（62°S－66°S），该区域观测期间处于融冰期，海冰的融化使得附近海域海水盐度减小。因此CHINARE-37 处于海冰融冰期，夏季表层水的高温高盐核心位于中心海域无冰区。

CHINARE-38的大部分观测时间为2022年2月，与CHINARE-37 存在着1 个月的时间差异，总体来说66°S 以北的中心海域基本没有海冰分布，仅在近岸海域分布着零散的海冰。CHINARE-38 整个海域表层水体性质表现稳定，呈现南冷北暖的特征。CHINARE-38 中心海域的表层海水受太阳短波辐射与风场扰动的时间较CHINARE-37更久，夏季表层水温度更高，混合层深度加深，表层混合更均匀。图5（d）的60°E 断面观测时间内没有海冰覆盖，表层水盐度表现稳定，约33.40～33.70，盐度核心位于中心海域（64°S－65°S，50°E－55°E）。图3（d）的45°E 断面中近岸海域覆盖着丰富的海冰，不断产生的冰融水使得局部海水温度降低、盐度减小，因此近岸海域夏季表层水温度与盐度相比中心海域盐度明显偏低。

3.2 净热通量

对局地海表温度变化起主要作用包括海表净热通量、垂直混合与水平平流等[25]。本文基于逐日ERA5 再分析资料，包括净短波辐射、净长波辐射、感热和潜热通量等，计算了宇航员海2021年与2022 年观测期间的月均净热通量和累计净热通量。

调查时间处于夏季，宇航员海海域从太阳辐射中获得热量，该海域的夏季净热通量通常在50～150 W∕m2。图10（a）与图10（b）分别代表2 个航次观测期间的月均净热通量，1 月内宇航员海海域的净热通量整体偏高，大多在90～130 W∕m2；2月该海域内净热通量大多在60～120 W∕m2，可见1月的净热通量明显高于2月的净热通量。上文的分析已经得出CHINARE-37 调查期间宇航员海夏季表层水与冬季残留水温度较气候平均态偏低，CHINARE-38 宇航员海夏季表层水与冬季残留水温度较气候平均态偏高。

因此，考虑到考察期间前几个月的累积热通量会一定程度上影响到海水的温度，因此本文计算了从观测年份前一年的12 月至观测时间（2020年12 月 至2021 年1 月、2021 年12 月 至2022 年2月）的累积净热通量。图10（c）与图10（d）分别代表上一年12 月至观测时段的累计净热通量，图10（c）中累计2个月的净热通量，近岸海域大部分区域表现为超过1.2 GJ∕m2，中心海域西部（50°E以西）的累计净热通量（1.10～1.16 GJ∕m2）略高于海域东部（1.06～1.10 GJ∕m2）；图10（d）累计3个月的净热通量，部分近岸海域存在超过2.5 GJ∕m2的高值，中心海域西部（2.10～2.20 GJ∕m2）相反略低于东部（2.18～2.30 GJ∕m2）。

CHINARE-38 的 观 测 时 间 比CHINARE-37 晚了1 个月，相应的宇航员海海面所吸收的累计净热通量更高。对应3.1 节中讨论CHINARE-37 处于融冰期，中心海域的无冰范围扩大，1 月内较大的净热通量对表层海水的升温效果不明显，这缘于海冰吸收了大量热量，形成的冰融水会稀释原本的表层水，在CHINARE-37 的60°E 断面（图5（b））的表层中有2 个明显的低盐中心，该断面上的夏季表层水温度也是所有断面中最低的。CHINARE-38 中心海域（66°S 以北）基本无冰，中心海域（62°S－64°S）的夏季表层水温度较气候平均态略高，充分的表层混合使得夏季表层水盐度特性分布均匀，稳定在33.80～33.40之间。特别地在海域西部（40°E－45°E，62°S－64°S）海表存在高温核心（超过1.10 ℃），盐度则并未体现出差异。

2 个航次的累积净热通量高值均出现在陆坡陆架区，该区域还有部分海冰分布（图9），海冰吸收了不断增加的太阳辐射而融化，给表层提供了新鲜的寒冷淡水，这也解释了近岸海域部分断面中（45°E 断面中66.8°S 以南，50°E 断面中65.2°S 以南）表层水的温度接近冬季残留水的性质（低于-1.20 ℃），但其盐度却低于33.80。

3.3 海面气压与风场

海水的物理性质不仅受热力过程影响，其与动力过程也密切相关。风应力是上层海洋大尺度运动的主要驱动力，南半球特殊的地理环境使得南大洋气旋具有高频率、中心气压低与水平尺度大等特征，宇航员海海域夏季有较多的爆发性气旋， 时间维持1 周左右， 水平尺度可达3 000 km[26]，风应力驱动的海洋混合与上升流对上层海洋的温盐性质同样有重要影响，因此本文对宇航员海海面气压和风场进行了分析。在南半球，根据Ekman 原理，当低层风场为负的风应力旋度时，海洋发生辐散。

图11（a）与 图11（b）是CHINARE-37 与CHINARE-38 考察期间宇航员海10 m 风场和风应力旋度分布图。宇航员海的开阔海域风应力旋度在±0.5×10-7N∕m3，56°E 以东的陆坡陆架区风应力强度最高，超过了1.5×10-7N∕m3。从风场图中可以明显看出，宇航员海风场基本以63°S 这一纬度附近为界，63°S 以北是西风带，63°S 以南是极地东风带。图11（c）和图11（d）是2 个航次期间宇航员海海平面气压场分布情况，西部海域（50°E 以西）比东部海域（50°E以东）要低2 hPa左右。

特别的，中心海域西部（30°E－50°E，65°S以北）2 个航次均有清晰的风应力旋度为负值的气旋式环流，偏南的西风将威德尔环流东部延伸体的暖水输送进入宇航员海中心海域，中心海域广阔的无冰区域在太阳辐射的作用下加热该区域表层海水，又通过海表风场的气旋式环流，使得夏季表层水辐散上升，造成冬季残留水偏暖。这在CHINARE-37的45°E断面（图3（a），63°S－64°S）中体现为100 m 深度附近绕极深层水涌升对冬季残留水的混合增温作用；CHINARE-38（图3（c），64°S）则更为明显，温暖的绕极深层水涌升高度接近80 m 深度，冬季残留水被加热至0.60 ℃以上，夏季表层水也表现出向外辐散的趋势。

在南半球低压系统中，宇航员海近岸海域是偏北的强劲东风驱动着沿大陆架西向流动的南极陆坡流，这一缓慢而运输量巨大的环流将达恩利角新生成的寒冷底层水源源不断地输送到宇航员海。中心海域的风场维持着气旋式环流，Ekman抽吸作用使得水体辐散上升，从而导致表层与次表层水体混合加强，温暖的夏季表层水向外辐散，绕极深层水向上涌升。

4 结果与讨论

本文利用我国南极考察在东南极宇航员海海域获得的水文观测数据（CHINARE37-38），结合海冰密集度、WOA23 以及ERA5 再分析资料等，分析研究了宇航员海海域的夏季水团和温盐结构特征，主要得到以下的结论：

（1）南极宇航员海海域水团主要包括南极表层水（AASW）、绕极深层水（CDW）、变性绕极深层水（MCDW）和南极底层水（AABW），其中表层水包括夏季表层水与冬季残留水。夏季表层水均分布在表层50 m 深度以浅，呈现出南冷北暖的趋势。66°S 以南冬季残留水最厚，最深可达200 m 左右，绕极深层水向南侵入的趋势明显，CHINARE-38 绕极深层水向上涌升的高度较CHINARE-37的高出10～20 m。东部海域的南极底层水比西部的南极底层水温度略高0.10 ℃。

（2）夏季宇航员海净热通量为正，持续获得热量，该海域的净热通量大约在50～150 W∕m2。观测时间是宇航员海的融冰期，夏季表层水的高温高盐核心位于中心海域无冰区，因为无冰海域的表层海水长时间接收太阳短波辐射，海水温度较高。近岸海域因冰融水导致局部夏季表层水降温淡化。

（3）宇航员海中心海域风场维持着低气压气旋式环流，次表层水体通过Ekman 抽吸上升冷却表层暖水，Ekman 抽吸作用使得水体辐散上升，导致表层与次表层水体混合加强，绕极深层水向南侵入并向上涌升。CHINARE-37 的45°E 断面（63°S－64°S）中绕极深层水涌升至100 m 深度附近；CHINARE-38 的45°E 断面（64°S）中绕极深层水涌升高度接近80 m 深度；CHINARE-38 的60°E 断面中绕极深层水向南延伸较远，可达65.80°S。

相比于其他地区，南极气候环境恶劣，现场观测难度大，由此导致的观测数据匮乏则是限制深入开展南大洋海域相关研究的关键瓶颈。我国自从2020年第36次南极考察以来，连续在宇航员海开展综合环境调查，对夏季宇航员海海域水文特征及其变化等有了基本认知。下一步作者将补充我国后继南极考察航次数据、基于海豹等海洋动物的CTD 观测数据等，并结合海面强迫场的客观分析资料，针对宇航员海水团性质的季节和年际变化，冰间湖海-气相互作用、达恩利角底层水的输入与威德尔海环流延伸体影响等开展深入研究，以期加深对南极宇航员海海域的更深刻认知。