近日，中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心/物理海洋教育部重点实验室张正光教授所在的科研团队，在海洋中尺度涡研究领域取得新成果，国际知名学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）以“Doubling of surface oceanic meridional heat transport by non-symmetry of mesoscale eddies”（《中尺度涡的非对称性使海洋表面经向热输送加倍》）为题进行了在线报道，研究成果首次发现中尺度涡结构的非对称性对海洋表面经向热输送具有重要贡献，并阐明了中尺度涡非对称性特征的控制因素。

上述成果第一作者王海霖与第三作者刘涵睿均是中国海洋大学崇本学院2023届本科毕业生、海洋与大气学院在读硕士研究生、未来海洋学院第四期学员，物理海洋教育部重点实验室张正光教授为通讯作者。这是学校自主培养的本科生以第一作者身份在Nature Communications杂志上发表研究成果，展现了学校海洋科学拔尖学生的培养质量与科研素质。

张正光教授

王海霖（左）和刘涵睿（右），师从张正光教授

在全球变暖的大背景下，海洋中尺度涡引起的热通量在调节气候变化和再分配海洋吸收的热量等方面发挥着重要作用。海洋中遍布的中尺度涡占据了海洋约90%的总动能，可以造成与大尺度环流可比的物质与热量输送。长期以来，中尺度涡经常被简化为轴对称涡旋，但实际海洋中的中尺度涡结构受自身和环境多种因素的影响，理论而言其水平结构应具有不对称性。

科研团队结合卫星高度计和表面漂流浮标数据，研究发现海洋中尺度涡具有非对称性和指向性，涡旋会沿着其长轴方向被拉长，而在短轴方向上会被压缩，全球平均意义上涡旋的长轴要比短轴长约55%。中尺度涡的非对称性和指向性受到其自我维持特性和所在动力环境的共同控制，较弱的涡旋在较强的背景位涡梯度背景下将具有更加非对称的形状。进一步研究发现，海洋中尺度涡所引起海表热通量的方向和大小都受到其不对称性和指向性的显著影响，且涡旋造成的总热通量会随着涡旋不对称的增强而显著增大。如果将中尺度涡的速度场分解为对称部分与非对称部分，中尺度涡非对称部分所引起的海表经向热通量与其对称部分大致相当，充分体现出涡旋非对称部分对海洋热通量的重要贡献。

中尺度涡非对称性增强热通量的机制：上图为机制示意图，下图为卫星观测数据合成图。当涡旋沿南北向拉长，其经向速度加大，造成的温度异常随之增大，进而导致更强的经向热通量；反之，当涡旋沿东西向拉长，则会抑制经向热通量。

论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-023-41294-7

来源 / 中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心

物理海洋教育部重点实验室

转自：“生态遥感前沿”微信公众号

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