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        近日，上海交通大学海洋学院2019级硕士研究生胡振涛同学在国际权威地球物理学研究杂志：海洋（Journal of Geophysical Research: Oceans）上以第一作者的身份发表了题为“A Large Subsurface Anticyclonic Eddy in the Eastern Equatorial Indian Ocean”的研究成果，上海交通大学为第一单位，通讯作者为海洋学院双聘教授周锋研究员和自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室近海动力与生态环境团队马晓博士，合作者包括彭映瑜、田娣、孟启承、曾定勇、刘增宏、周蓓锋和海洋二所自然资源部海洋生态动力学实验室李宏亮。该成果采用以水下滑翔机为主的多平台观测资料，揭示了东印度洋赤道邻近海域一个次表层反气旋式涡旋，并分析了其水文特点、来源和动力机制。

图1. 水下滑翔机（No. K12）观测的（a）位势温度、（b）盐度、（c）溶解氧和（d）位势密度的深度-时间剖面。坐标轴上方是观测剖面距水下滑翔机投放点的距离，灰色虚线表示涡旋的倾斜结构，白色虚线方框表示涡旋的范围。

 

图2. 锚系潜标（Q11）上75-kHz的ADCP观测的（a）纬向速度、（b）经向速度的深度-时间剖面。Q11上SBE37和RBR观测的（c）温度、（d）盐度的深度-时间剖面。

 

        次表层涡旋广泛存在于全球海洋中，在海洋物质输运和能量耗散中起着重要作用。但其在海洋表层的迹象不太明显，要了解它的垂向结构更需要通过现场观测来进行研究。该成果基于以水下滑翔机为核心的多平台观测资料，首次揭示了东印度洋邻近赤道海域的一个大型次表层反气旋式涡旋（subsurface anticyclonic eddy, 简称SAE），并对其演变过程和水文特点进行了刻画和分析。研究发现该次表层涡旋的水文剖面具有明显的倾斜透镜结构（图1），且涡旋显示出高温、高盐和高溶解氧的特征。该涡旋半径超过250公里，存在于温跃层内，且具有次表层强化的速度场（图2）。水团分析表明，该次表层反气旋式涡旋形成于苏门答腊岛西北海域，以0.18 m/s的速度沿着4°N向西移动；该涡旋的水文特点与赤道潜流（EUC）相近。研究推测该涡旋是由潜流的侧向剪切和位涡守恒引起，即东向的赤道潜流到达苏门答腊岛后转向西偏北的分支流在地形扰动影响下，形成了次表层反气旋式涡旋（图3）。由于邻近赤道海域，地球旋转效应较小，该次表层涡旋也表现为较大的空间尺度。

图3. 次表层反气旋式涡旋形成的示意图。

 

图4. JAMES研究计划2019年首航。  

 

        该研究是国家重大专项－自然资源部“全球变化与海气相互作用二期”的重要研究成果之一。在该专项的支持下，自然资源部第二海洋研究所牵头发起了“孟加拉湾和赤道东印度洋联合海洋与生态研究计划”（Joint Advanced Marine and Ecological Studies，简称JAMES）。JAMES研究计划旨在研究东印度洋生态环境特征及其对季风、气候以及人类活动的响应，与海上丝路沿线国家共同落实一带一路愿景和海洋命运共同体建设。该研究计划已于2019年11月至次年3月和2021年2月-4月在赤道东印度洋等海域完成了两个多学科水体综合航次。 

 

来源：上海交通大学