浙江
本研究发现，基于13万次海洋观测，科学家发现南大洋亚中尺度涡穿透深度远超预期。上图是一只雄性南象海豹。摄影：Antoine Lamielle（CC BY-SA 4.0）
海潮天下·导读
刚刚我们报道过的那群南象海豹，又立功了。此前的报道参见：《南大洋藏着一群“算法特工”？海豹驮着CTD，把9万条残缺数据“脑补”成了3D深海剖面！》
不过之前2026年8月发表的那篇论文侧重于数据算法与数学建模，采用了24头雌性南象海豹（于2018、2019和2020年产仔后摄食洄游期间）在凯尔盖朗高原附近采集的111,289组温盐剖面数据，探讨如何利用“条件多变量泛函主成分分析”（CMFPCA）方法，去重建和修复象海豹在深潜过程中由于仪器采样间隔或限制导致的温盐剖面缺失数据。2026年9月刚刚发表的这篇论文是物理海洋学应用成果，分析的是2014~2020年间累积的133,598次潜水剖面数据，利用修整和解析后的海量剖面数据，去揭示南大洋500米深处亚中尺度涡旋的真实物理特征与季节变化。
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在物理海洋学研究中，空间尺度在1~20千米之间的亚中尺度涡旋一直被视为连接大尺度海洋环流与微尺度耗散的关键纽带。这类涡旋垂直运动强烈，对海水中的热量、碳元素以及营养盐的垂直输运效率极高。传统理论普遍认为，受制于温盐层结与能量衰减，亚中尺度涡主要活跃于海洋表面的混合层内，难以向深海有效延伸。不过，海潮天下（Marine Biodiversity）小编注意到，2026年9月4日刊发在《自然-通讯》上的一项最新研究，重新定义了这一海洋动力学过程。
斯克里普斯海洋研究所的莉亚·西格尔曼团队与法国国家科学研究中心、法国国家空间研究中心合作，利用南海豹科中的南象海豹（Mirounga leonina）作为自主式生物观测平台，对南印度洋凯尔盖朗群岛周边海域开展了长期高分辨率原位测量。
传统的船载采样与自漂式浮标在强风浪、多浮冰的南大洋高纬度海域往往存在采样频次不足或垂直剖面连续性较差的局限。研究团队借助2014~2020年间携带微型传感器的南象海豹，获取了133,598次高精度的潜水观测记录。这些生物潜水员频繁穿梭于表层至深海之间，提供了高时空分辨率的温度、盐度和水体密度变化数据。
这套海量剖面数据的解析结果表明，亚中尺度涡在南大洋中全年贯穿至至少500米深度。数据分析同时揭示出显著的季节性调控规律：深层亚中尺度涡的强度在南半球春季，即9月~11月达到峰值，在秋季呈现减弱趋势。这种深层响应与季节性表层风场强迫、浮力失稳以及中尺度涡场能量向小尺度级联的物理过程密切相关。
科研团队选择南象海豹作为自主式生物观测平台，主要是为了突破传统海洋观测手段在极地海域面临的瓶颈。它们是非常出色的深潜型海洋哺乳动物，日常觅食潜水深度能频繁达到500~1000米，最深记录可突破2000米。这一深度区间完美覆盖了表层混合层至深层水体，能够提供连续、完整的垂直剖面数据。而传统的船载CTD（温盐深仪）观测成本极高，且极易受风暴、巨浪以及冬季浮冰封锁的影响，难以在南半球秋冬季节获取连续数据。南象海豹在数月的觅食期内每日进行十余次高频潜水，能够在恶劣海况与冰封期内持续穿梭于海表与深海之间，从而获取高时空分辨率的温度、盐度和密度剖面。
(图文无关)▲南乔治亚岛海滩的帝企鹅与栖息在水边一侧的南象海豹。摄影：Brocken Inaglory
最新发表的研究中证实的这一物理机制，修正了过去关于海洋垂直输运深度的定量假设。由于亚中尺度涡蕴含着强烈的垂直速度，其穿透至500米深度的事实意味着，深层海洋与海表之间的热量交换、以及二氧化碳吸收速率可能被严重低估了。对于构建高精度全球气候模型与地球系统模型，该成果提供了必要的观测约束与物理边界条件，对评估南大洋在调节全球气候变化中的真实碳汇与热汇贡献具有实际参考价值。
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资讯源 | Siegelman, L., Alford, M.H.(2026)
文 | 王海诗
排版 | 卢晓雨
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