近日，南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）（以下简称南方海洋实验室）前沿研究中心以“Disentangling Wavy and Vortical Motions in Concurrent Snapshots of the Sea Surface Height and Velocity”“A Practical Separation of Oceanic Vortical and Wavy Motions Entangled in the SWOT Measurements”为题，分别在物理海洋学领域权威期刊Ocean Modelling与Geophysical Research Letters发表了面向SWOT数据应用的海洋多尺度动力分解的研究成果。

2022年12月发射的SWOT卫星首次在全球范围内实现了海面高度的二维空间高分辨观测，这大幅提升了全面观测正压潮、内波等非平衡运动和大尺度环流、中尺度涡、亚中尺度过程等平衡运动的能力，为研究海洋多尺度相互作用提供了前所未有的机遇。然而，全新机遇的来临也带来了严峻挑战：SWOT观测中海洋多尺度动力过程的分离。该科学挑战限制了SWOT数据潜力的全面释放。鉴于此，南方海洋实验室前沿研究中心中小尺度海气过程组，类比数值天气预报中的初始化问题，通过额外引进海面流速数据，利用内波不携带位势涡度异常这一地球流体力学基本性质，提出了面向SWOT数据应用的海洋多尺度动力分解方法，实现了瞬时海面高度场中非平衡运动和平衡运动的分离；基于高分辨率数值模拟（MITgcm LLC4320；图1）和实际海洋观测数据（SWOT海面高度和高频地波雷达海面流速；图2）的应用显示了上述分离方法的有效性和实用性。该系列工作有望促进SWOT数据的科学应用，推动海洋多尺度动力学研究的发展。相关代码也已公开。

图1. 基于MITgcm LLC4320的非平衡-平衡运动分离

图2. 基于SWOT/高频地波雷达的非平衡-平衡运动分离

上述两篇研究论文的第一作者为南方海洋实验室王传印副研究员，通讯作者为厦门大学刘志宇教授，合作者还包括陈大可院士，厦门大学林宏阳教授，巴西圣保罗大学Cesar Rocha教授，南方海洋实验室杨清华教授、倪钦彪副研究员。该系列研究得到科技部重点研发项目、国家自然科学基金项目和南方海洋实验室自主科研项目等的联合资助。

论文引用：Wang, C., Liu, Z. *, Lin, H., Rocha, C., Yang, Q., Chen, D., & Gong, J. (2025). Disentangling wavy and vortical motions in concurrent snapshots of the sea surface height and velocity. Ocean Modelling, 196, 102556.

Wang, C., Liu, Z. *, Lin, H., Chen, D., Yang, Q., & Ni, Q. (2025). A practical separation of oceanic vortical and wavy motions entangled in the SWOT measurements. Geophysical Research Letters, 52, e2024GL113995.