天津
近日，自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境监测预警全国重点实验室陈大可院士团队在Nature Communications在线发表题为“Observed poleward heat transport by mesoscale eddies in the deep Southern Ocean” 的研究论文。该研究突破了南大洋深海现场流速观测资料匮乏的瓶颈，首次基于Argo浮标观测数据，定量揭示了南大洋深层涡致向极热量输运的特征与强度。论文第一兼通讯作者为我室刘统亚副研究员，合作者包括我室陈大可院士、英国东英吉利大学翟晓明教授、中科院南海海洋研究所何庆友研究员及澳大利亚国立大学 Andrew McC. Hogg教授。
作为全球中尺度涡旋最为活跃的海域之一，南大洋涡旋活动可从海表延伸至深海，在维持区域乃至全球海洋热量平衡中扮演着关键角色。然而，受深海流场观测资料匮乏的制约，以往关于涡致经向热输运的研究主要集中于海洋上层，深海涡致经向热输运的强度、空间结构及海盆差异等关键特征长期缺乏直接观测证据，限制了我们对南大洋深层热收支的完整认知。
研究团队基于近二十年积累的Argo浮标观测数据，利用浮标在1000米停留层漂移反演得到的流速，结合同步温度剖面数据，首次对南大洋深海涡动能及涡致经向热输运开展了定量诊断。研究发现，尽管1000米深度的涡动能仅为海表的五分之一，但其涡致向极热输运却与海表处于同一量级（图1）。该现象与深海平均流对涡旋输运的抑制作用减弱，以及该深度仍维持较强的经向温度梯度有关。此外，研究揭示深海涡致热输运呈现出显著的空间不对称性：印度洋扇区仅占绕极经度范围的三分之一，却贡献了约 60% 的深海涡致热输运，远高于其表层的贡献比例（42%）。浮标轨迹分析与敏感性试验进一步表明，相较于大尺度平均流的输运作用，深海涡旋可使副热带暖水的最南到达位置向极延伸超过10个纬度（逾1000公里），并使暖水输送量及输运效率均提升约一倍（图2）。
该研究首次从观测角度证实了中尺度涡旋在调控南大洋深层向极热量输送中的关键作用，揭示了涡致热输运在不同洋盆间的显著差异，并明确了印度洋扇区的核心贡献，对理解涡旋调节南大洋深层热量再分配及其潜在的南极气候影响具有重要科学意义。该成果为进一步开展深海涡旋动力过程及其气候效应研究提供了新的诊断框架，有望为改进气候模式中深海涡旋参数化方案、降低高纬地区海冰与热收支模拟偏差提供关键观测依据。
本研究得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、海洋二所“青年英才” 等项目联合资助。
图1.基于Argo观测的南大洋深海涡致热量经向输运。
图2. 涡致输运与平均流输运的敏感性试验对比。
论文引用
Liu, T., Zhai, X., He, Q., Hogg, A. McC., & Chen, D. Observed poleward heat transport by mesoscale eddies in the deep Southern Ocean. Nature Communications (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-76674-2
编辑：曾上
审核：刘统亚 陈小燕
审定：张华国
信息来源：自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境监测预警全国重点实验室。
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