撰稿：王祥鹏
审定：王卫强
近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室（LTO）杜岩研究员团队在南海次表层涡旋的特征演变方面取得新进展。该研究成果由博士研究生王祥鹏为第一作者，杜岩研究员为通讯作者发表在国际期刊Journal of Physical Oceanography上。
次表层涡旋是一类特殊的海洋涡旋，其速度最大值出现在次表层，垂向上呈现独特的透镜状结构，且涡旋中心裹挟着一团性质异常的水体。与表层强化的涡旋不同，次表层涡旋在海表的信号并不明显，仅依靠传统的卫星遥感观测很难分辨出次表层涡旋。南海是西北太平洋最大的边缘海，中尺度涡旋活动丰富。虽然前人已经对该海区的表层涡旋开展了大量的研究工作，但是受限于垂向观测资料的不足，对于南海次表层涡旋的研究仍十分匮乏。
基于现场航次观测、卫星遥感和再分析数据，本研究报道了南海北部一类典型的周期性次表层涡旋，并阐明了它的产生和演化机制。根据航次调查，2021年5月在西沙群岛附近观测到一个水平尺度超过100 km的次表层反气旋涡。该涡旋核心位于约80 m处，具有明显的双凸透镜结构（季节温跃层上凸，主温跃层下凸），且涡旋中心裹挟着一团低位涡特性的高盐水（图1）。研究表明，该涡旋起源于吕宋海峡，由黑潮流套中脱落的反气旋涡随季节演化而成。冬季黑潮入侵以及海表面持续失热，使得反气旋涡中心裹挟的水体在上混合层呈现出低温高盐的特征。在地转平衡的调整下，该反气旋涡旋由表层速度强化向次表层速度强化演变。随着季节由冬季向春季转化，海表温度逐渐升高，海洋上层层结加强。当季节性温跃层开始出现，即涡旋内冷而咸的冬季混合水被海洋上层暖而淡的水体覆盖，此时次表层涡旋的透镜状结构真正形成（图2）。统计分析发现，1993-2021年间，近一半的冬季黑潮脱落涡旋（12/25）存活到次年晚春且最终都演化成为次表层涡旋，说明这是南海北部一类典型的周期性次表层涡旋。
本研究为南海次表层涡旋的发展演化提供了新的认识，为未来次表层涡旋的针对性观测提供有利帮助，对南海局地海气相互作用、涡致热盐输送和生物地球化学过程研究具有重要意义。
图1. 南海次表层涡旋的断面观测。(a) 温度（单位：°C）；（b）盐度（单位：psu）；（c）旋转速度（单位：m/s）。
图2. 次表层涡旋特征演化示意图
本研究由南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）团队项目、中国科学院项目和热带海洋环境国家重点实验室自主项目共同资助完成。
相关论文信息：
Wang Xiangpeng, Du Yan*, Zhang Yuhong, Wang Tianyu, Wang Minyang & Jing Zhiyou. (2022). Subsurface anticyclonic eddy transited from Kuroshio shedding eddy in the northern South China Sea. Journal of Physical Oceanography.
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