李 等 程灵巧, 2, 3 严晨冰 张春玲, 2, 3 胡 松, 2, 3

基于2005～2019年卫星遥感观测的南大洋印度洋扇区中部涡旋特征分布研究*

李 等1程灵巧1, 2, 3①严晨冰1张春玲1, 2, 3胡 松1, 2, 3

(1. 上海海洋大学海洋科学学院 上海 201306; 2. 上海海洋大学海洋科学与技术实验教学示范中心 上海 201306; 3. 自然资源部海洋生态监测与修复技术重点实验室 上海 201306)

在南大洋印度洋扇区中部海域, 除了地形控制(凯尔盖朗高台), 南极绕极流和厄加勒斯回流的汇合流进一步加强了下游的斜压剪切强度, 导致涡旋能量显著增强, 因此, 对该海域涡旋的研究有助于了解该海域的涡旋特征以及地形与涡旋的分布关系。基于2005～2019年卫星遥感数据, 对该海域涡旋特征进行统计, 并对涡旋产生地分布、跨锋面涡旋的移动状况进行分析, 同时结合Argo剖面数据, 进一步剖析涡旋内部水文分布特征。结果表明: 该海域涡旋生命周期多在20 d以内(64.25%), 平均半径多在30～100 km(96.13%); 平均半径与平均振幅呈正相关关系(相关系数=0.55); 生命周期越大的涡旋平均传播距离也越大。2014年开始涡旋数量明显增加, 主要由短寿命涡旋(<30 d)数量增加所贡献。反之, 21世纪10年代后期年平均涡动能异常呈减小趋势。涡旋产生地随着寿命增长, 逐渐从亚南极锋与南极绕极流南部边界之间的锋面区域向亚南极锋以北移动。跨锋面涡旋中, 暖涡向高纬, 冷涡向低纬移动, 大部分具有携带水团移动的能力。由涡旋内部水文特征分析结果可知, 不同极性的涡旋能够实现完全不同来源水团的远距离输送, 对同一来源水团, 气旋涡具有抬升作用, 而反气旋涡具有压沉作用。该研究工作有助于提升对南大洋涡旋特征及变动的认识, 为进一步的涡旋动力研究提供支撑。

凯尔盖朗; 海洋涡旋; 统计特征; 跨锋面涡旋; 垂直结构

南大洋是世界上涡旋活动最活跃的海域之一(Fu, 2010)。显著的涡旋活动影响该海域南极绕极流(Antarctic circumpolar current, ACC)的动量平衡和经向翻转环流的物质输送(Sabu, 2015)。在南大洋上层海洋没有强经向流的情况下, 涡旋被认为是横跨纬向ACC实现经向热量、营养物质和碳交换的主要机制(Sallée, 2008; Ito, 2010)。同时, 沿着ACC流轴方向分布着几支显著的海……