近日，海洋所胡敦欣院士团队在菲律宾以东海域次表层涡旋的基本特征和输运效应研究中取得新进展，成果在Progress in Oceanography发表。

菲律宾以东海域是次表层中尺度涡旋的高发海区，这些涡旋在调节西边界流季节内变异以及南北半球水团热盐交换过程中扮演重要角色。近年来，海洋所在该海域开展了大规模的现场观测研究，发现了次表层海流强劲的季节内变化规律，并结合数值模式认为由次表层涡旋活动导致，阐明了正压不稳定机制在次表层涡形成中的重要作用。关于该海域次表层涡旋的基本特征，团队前期基于自主获取的水文断面观测揭示了其大水深透镜状结构和典型水团特性（Song et al.,2022）。考虑到个例分析难以给出其普遍特征，团队近期结合高分辨率数值模式资料（OFES），探究了该海域次表层涡旋的地理分布、垂直结构、温盐特性等基本特征，进而揭示了其涡旋输运效应。

研究首先提出了一套次表层涡旋的判别方法，能有效地分离表层涡和次表层涡。2009-2019年期间，在菲律宾以东海域共筛选出3103个次表层涡，其中反气旋涡的数量远大于气旋涡（反气旋涡1927个，气旋涡1176个）。合成分析显示次表层涡的速度最大值核心位于400-500 m，密度结构呈透镜状；反气旋涡的核心更深，且具有更显著的次表层强化特点。

次表层涡可引起约12 Sv的纬向体积输送，主要集中在北赤道流区域，相当于北赤道流西向输运的30% - 40%；经向体积输送相对较弱，且具有明显的空间分布特点。涡致热盐输送主要集中在棉兰老岛沿岸，其中搅拌效应占主导地位，比捕获效应大1-2个数量级。次表层涡搅拌水体向赤道输运的热量可达1.04×10¹³ W，在中层（200-2000 m）向北的盐输运达4.03×10⁷ kg∙s^-1。该盐输运量约为棉兰老潜流平均盐输运量的24 %，体现了次表层涡在南北半球水团交换中的重要作用。上述成果对系统认识菲律宾以东海域次表层涡旋的基本特性具有重要价值。

该研究由张林林研究员、博士研究生宋玮琦和胡敦欣院士等人合作完成，研究得到了国家自然科学基金、中科院战略先导科技专项（B类）、国家重点研发计划等项目联合资助。

图1.（a）次表层涡旋的地理分布（2009-2019年期间1°×1°网格内的次表层涡数量）（b）2009-2019年期间次表层涡旋的运动轨迹

图2.（a）次表层涡引起的纬向体积输送（单位：Sv/degree）（b）经向“搅拌热输送”（单位：10⁷ W/m）、（c）经向“搅拌盐输送”（单位：kg·m^-1·s^-1）

相关论文信息：

Zhang L.*, W. Song*, Y. Hui, Z. Wang, D. Hu, (2024). Subsurface Eddies east of the Philippines: Geographic Characteristics, Vertical Structure, Volume and Thermocline Transport. Progress in Oceanography, 2024. Volume 222, 103228, ISSN 0079-6611, https://doi.org/10.1016/j.pocean.2024.103228

Song W., L. Zhang*, D. Hu, (2022). Observed subsurface lens-like features east of the Philippines. Deep Sea Research Part I, 190, 103901, https://doi.org/10.1016/j.dsr.2022.103901