撰稿：王祎凡

    审定：蔡树群

近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境实验室（LTO）经志友团队，在海洋内部亚中尺度对称不稳定的形成过程与动力机制研究方面取得新进展。相关研究成果发表在国际期刊Journal of Geophysical Research: Oceans上，LTO博士研究生王祎凡为第一作者，经志友研究员为通讯作者，合作者包括南京信息工程大学董济海教授、中国海洋大学陈朝晖教授和杨海源教授。

海洋涡旋锋面亚中尺度过程（水平尺度100米~10公里、时间尺度数小时~数天）能够驱动高达百米每天的强烈垂向运动，是海洋内部及海洋与大气之间物质热量垂向交换的重要通道。“亚中尺度对称不稳定”是涡旋锋面海域的一类重要物理过程，它能从背景地转流汲取能量，引发沿等密度面的垂向翻转运动并增强垂向物质热量交换。传统观点认为，对称不稳定的发生需要存在反气旋位涡，而海洋内部无法直接大量产生反气旋位涡。关于真实海洋内部是否存在亚中尺度对称不稳定及其产生过程与物理机制等关键科学问题，长期以来缺乏现场观测和定量科学证据。

本研究基于高分辨率现场观测并结合拉格朗日粒子追踪实验和诊断分析，揭示了海洋内部亚中尺度对称不稳定的形成机制，阐明了反气旋位涡从边界层向海洋内部输送的完整动力路径。研究结果表明，即使在大气向海洋注入气旋位涡阶段，在远离边界层的海洋内部仍存在反气旋位涡，有利于对称不稳定的发展。通过位涡收支和锋生趋势诊断分析发现，锋面通风和锋生次级环流能将表层反气旋位涡以超过100米/天的垂向速度沿等密面向下输运至200米以深（混合层深度约40米），为驱动海洋内部亚中尺度对称不稳定提供了关键条件。

本研究基于高分辨率观测证据揭示了大气强迫与锋生次级环流耦合驱动海洋内部亚中尺度对称不稳定形成的物理机制，从亚中尺度动力学新视角，为深入理解海洋内部及海洋-大气之间垂向物质热量交换和收支平衡等基础难题提供了新的科学证据。

    该研究由国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目共同资助完成。

    相关论文信息：Wang, Y., Jing, Z., Dong, J., Chen, Z., & Yang, H. (2026). The subsurface symmetric instability at a Kuroshio extension submesoscale front. Journal of Geophysical Research: Oceans, 131, e2025JC023433.

    原文链接：https://doi.org/10.1029/202

图1 （a, b）分别为现场观测的温度和侧向浮力梯度；（c）拉格朗日粒子追踪轨迹，颜色表示PV。