近日，学术期刊Nature Communications（《自然-通讯》）发表了题为“Doubling of surface oceanic meridional heat transport by non-symmetry of mesoscale eddies”（中尺度涡的非对称性使海洋表面经向热输送加倍）的最新研究成果。
此项成果由中国海洋大学崇本学院（海洋科学基础学科拔尖学生培养基地）2023届毕业生王海霖为第一作者，中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室张正光教授为通讯作者，以及其他合著者共同合作完成。
在全球变暖的大背景下，海洋中尺度涡引起的热通量在调节气候变化和再分配海洋吸收的热量等方面发挥着关键作用。海洋中遍布的中尺度涡占据了海洋总动能的约90%，可以造成与大尺度环流可比的物质与热量输送。长期以来，中尺度涡经常被简化为轴对称涡旋，但实际海洋中的中尺度涡处于行星位涡梯度、背景大尺度流场与持续的涡-涡相互作用当中，理论上其空间结构应具有不对称性。
结合卫星高度计和表面漂流浮标数据，该研究表明中尺度涡具有非对称性和指向性，涡旋会沿着其长轴方向被拉长，而在短轴方向上会被压缩，平均意义上涡旋的长轴要比短轴长约55%，且涡旋的不对称性与指向性特征具有非常规律的全球分布。中尺度涡的非对称性和指向性受到其自我维持特性和所在动力环境的共同控制，较弱的涡旋在较强的背景位涡梯度背景下将具有更加非对称的形状。中尺度涡所引起海表热通量的方向和大小都受到不对称性和指向性的显著影响，且涡旋造成的总热通量随着涡旋不对称的增强而显著增大，在某些海区甚至可以加倍。如果将中尺度涡的速度场分解为对称部分与非对称部分，则两部分对应的动能大致相当，且中尺度涡非对称部分所引起的海表经向热通量与其对称部分大致相当，充分体现出涡旋非对称部分对海洋热通量的重要贡献。
论文第一作者王海霖与第三作者刘涵睿均是我校海洋科学基础学科拔尖学生培养基地培养的首批本科生，现为海洋与大气学院硕士研究生、未来海洋学院第四期学员，其成长发展得益于学校对基础学科人才培养的重视和“双一流”建设的支持，展现了我校人才培养质量的提升。
中尺度涡非对称性增强热通量的机制
第一行为机制示意图、第二行为卫星观测数据合成图。其经向速度加大，造成的温度异常随之增大，进而导致更强的经向热通量；反之，当涡旋沿东西向拉长，则会抑制经向热通量。
文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-41294-7
