近日，中国科学院南海海洋研究所研究员蔡树群团队联合中国科学院大气物理研究所研究员林鹏飞团队，在海洋中尺度涡旋三维结构及其对热盐输运影响的研究中取得新进展。相关成果发表于《地球物理学研究杂志：海洋》（Journal of Geophysical Research: Oceans）。

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。研究团队供图，下同

中尺度涡旋是海洋中普遍存在的旋转运动，水平尺度约50-300公里，持续时间数十至数百天，其动能约占海洋总动能的90%，在物质与能量输运中扮演关键角色。依据垂向结构差异，涡旋可分为表层强化型（表层涡）和次表层强化型（次表层涡）。由于观测数据相对匮乏，次表层涡的三维结构与输运特征尚不清晰。

研究团队基于GLORYS12V1再分析数据，在东南印度洋（15°-45°S，60°-120°E）区域开展涡旋识别与追踪，按极性和垂向结构将涡旋分为四类，统计其分布特征，合成三维结构并估算涡致输运量。结果显示，相较表层涡，次表层涡多分布于较高纬度，平均寿命更长，经向位移更显著；表层涡的温盐异常以单极子结构为主，而次表层涡则多呈偶极子结构。气候态涡致输运分析表明，表层反气旋涡和次表层气旋涡是该区域经向热输运的主要贡献者：表层反气旋涡以极向输运为主，输运高值集中在500米以浅水层；次表层气旋涡在500米以浅具有相似特征，但在600-1000米深度产生显著的赤道向搅拌输运，该现象无法由传统梯度扩散理论解释。

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）。

进一步研究表明，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。温盐不对称性主要源于表层的偶极子结构，可引发顺梯度输运；流速不对称性则在次表层更为显著，可产生逆梯度输运。此外，涡旋形状的不对称性在近表层同样具有重要影响。

论文通讯作者、中国科学院南海海洋研究所副研究员何映晖指出，该研究揭示了表层涡与次表层涡在三维结构和输运特征上的差异，深化了对涡致输运机制的理解，并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方案的必要性。

相关论文信息：https://doi.org/10.1029/2026JC024296