近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境实验室（LTO）蔡树群研究团队在海洋中尺度涡结构与输运特征方面取得新进展。相关成果发表在国际期刊Journal of Geophysical Research: Oceans上。LTO硕士研究生丁文烁为第一作者，副研究员何映晖为通讯作者，合作者包括中国科学院大气物理研究所研究员林鹏飞，以及LTO研究员蔡树群、陈植武、谢皆烁和副研究员许洁馨。

中尺度涡旋是海洋中广泛存在的海水旋转运动，其水平尺度约50–300 km，时间尺度约几十至数百天，动能可占海洋总动能的90%，在海洋物质和能量输运中发挥着重要作用。根据垂向结构的差异，可将涡旋分为表层强化型和次表层强化型（以下简称表层涡和次表层涡），由于数据的相对稀缺，我们对次表层涡三维结构和输运特征的了解仍较不充分。研究团队使用GLORYS12V1再分析数据，在东南印度洋（15–45°S, 60–120°E）内识别并追踪涡旋，根据涡旋极性和垂向结构将涡旋分为四类，分析其统计特征，合成三维结构并估算涡致输运。

结果表明：与表层涡相比，次表层涡多分布于较高纬区域，拥有更长的平均寿命和更显著的经向位移；次表层涡的表层温盐异常多呈现偶极子结构，而表层涡则多为单极子（图1）。气候态涡致输运量显示，表层反气旋涡和次表层气旋涡是东南印度洋经向热输运的主要承担者，其中表层反气旋涡主要为极向输运，高值区集中在上500m；次表层气旋涡在上500m与其类似，但在600–1000 m处产生了较显著的赤道向搅拌输运，无法用传统的梯度扩散理论来解释。

研究结果还表明，涡旋结构的不对称性是决定净输运大小和方向的关键因素，包括温盐不对称性和流速不对称性（图2）。其中温盐不对称性多由表层的偶极子结构产生，从而引起顺梯度输运；流速不对称性则多在次表层发挥作用，可产生逆梯度输运。此外，涡旋形状的不对称性在近表层也尤为重要。

上述研究揭示了表层涡和次表层涡的三维结构和输运特征差异，加深了我们对涡致输运机制的理解，强调了将涡旋垂直结构及其不对称性纳入涡致输运参数化的重要性。

该研究由国家自然科学基金、中国科学院战略先导专项等项目共同资助完成。

相关论文信息：Ding, W., He, Y.*, Chen, Z., Xie, J., Xu, J., Lin, P., & Cai, S. (2026). Contrasting structure and transport characteristics of surface‐ and subsurface‐intensified eddies in the Southeastern Indian Ocean. Journal of Geophysical Research: Oceans, 131, e2026JC024296.

原文链接：https://doi.org/10.1029/2026JC024296

图1 东南印度洋三个子区域（R1–R3）内四类涡旋温度异常三维结构

图2 东南印度洋四类涡旋的气候态经向涡致热输运垂向结构: (a)–(d)漂移输运；(e)–(h)搅拌输运，红线（蓝线）表示顺梯度（逆梯度）输运；(i)–(l)总输运（漂移+搅拌）