近日，南方海洋实验室前沿研究中心中小尺度海气过程组揭示了海洋中尺度气旋与反气旋涡非对称物质聚集机制，对深入认识海洋表层物质输运和分布有重要意义。相关成果发表于国际地学权威期刊Geophysical Research Letters。

中尺度涡遍布世界各大洋，空间尺度为几十到几百公里，呈气旋式或反气旋式旋转，在海洋热、盐、碳等物质输运和混合中扮演关键角色。传统准地转理论认为，气旋涡与反气旋涡动力结构对称，携带物质能力相当。但近年有学者发现北大西洋气旋涡内海表漂流浮标明显更多。那么，该涡旋非对称性现象是否具有全球普遍性？其背后物理机制又是什么？

利用20年卫星高度计、海表漂流浮标和再分析风场资料，并结合数值模拟实验，南方海洋实验室前沿研究中心中小尺度海气过程组针对上述问题开展了系统研究。全球统计结果表明，气旋涡捕获的海表漂流浮标数量比反气旋涡多12.5%，而且差异在涡旋核心区域最显著(图1)。

图1. 海洋气旋涡和反气旋涡内外海表漂流浮标的数目，网格分辨率为0.1r (r为涡旋半径)。(a, b) 北半球；(c, d) 南半球

为什么海表漂流浮标更集中在气旋涡核心？观测分析与数值实验共同证实，风-涡相互作用是主要机制(图2)。风与海流之间存在相对运动，这种相对运动会在气旋涡中产生埃克曼辐聚(表层海水向涡内汇聚、形成下降流)，而在反气旋涡中产生埃克曼辐散(表层海水向涡外发散、形成上升流)。于是，就导致了海表漂流粒子向气旋涡核心汇聚的现象。这项研究成果对海洋污染物扩散追踪、浮游植物分布研判、海上落水搜救等具有重要参考价值。

图2.(a)气旋涡和反气旋涡中海表漂流浮标数目相对比随风-涡相互作用导致的埃克曼垂向流的变化。(b, c)未考虑风-涡相互作用时，模拟的气旋涡和反气旋涡内外粒子分布特征。(d, e)类似于(b, c)，但考虑了风-涡相互作用

相关成果以Asymmetric Particle Aggregation in Ocean Eddies Driven by Eddy‑Wind Interactions为题，发表在国际地学权威期刊Geophysical Research Letters。论文第一及通讯作者为南方海洋实验室前沿研究中心中小尺度海气过程组倪钦彪副研究员，合作者包括东英吉利大学翟晓明副教授和南方海洋实验室名誉主任陈大可院士。研究得到了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支持。

本研究是相关团队围绕中尺度涡物质输运开展的系列成果之一。此前，团队基于卫星高度计与Argo浮标资料，阐明了全球中尺度涡热盐输运垂向结构的差异化特征及其物理机制。

Ni, Q.*, Zhai, X., & Chen, D. (2026). Asymmetric particle aggregation in ocean eddies driven by eddy‐wind interactions. Geophysical Research Letters, 53, e2026GL126456.

Wang, X., Zhai, X., Johnson, H. L., LaCasce, J. H., Ni, Q.*, & Du, Y.* (2026). Distinct vertical structures of global eddy heat and salt transports revealed by altimetry and Argo observations. Geophysical Research Letters, 53, e2026GL122168.

原文链接：https://doi.org/10.1029/2026GL126456https://doi.org/10.1029/2026GL122168