研究揭示海洋表层非地转流组成和特征的空间分布

发布时间：2026-05-20来源：中国科学院南海海洋研究所

中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境与岛礁生态全国重点实验室海洋动力热力过程及其环境效应研究团队关于海洋表层非地转流组成和特征的空间分布研究方面取得新进展。相关研究成果以“Decomposition and characteristics of the ageostrophic currents at the ocean surface based on drifter trajectories”为题，发表在Deep-Sea Research Part I期刊上。论文第一作者为博士后吴炜，通讯作者为研究员杜岩。

海洋表层流直接表征海水运动，影响海表温度、盐度、碳及浮游植物等物质分布。目前，全球大洋表层流主要通过卫星高度计反演的地转流叠加风生Ekman流获取，缺失其他非地转运动。实际上，非地转流包含了近惯性振荡、潮流、Stokes漂流、亚中尺度运动等多尺度物理过程。这些过程不仅调控海洋物质的辐合与扩散，同时也对海洋能量的正向级联和海气热交换具有重要影响。然而，受限于全球海洋表层流直接观测数据的不足，非地转流分量的整体空间分布及其物理特征仍不清晰。

本研究利用1小时和6小时分辨率海表漂流浮标的轨迹观测数据，对全球海洋表层非地转流的空间分布及各分量占比进行了定量统计。全球非地转流在总表层流中的平均占比分别为63%和56%（图1）。在空间分布上，热带东部海区和副热带海区的非地转流占比相对较高（>70%），而在西边界流系统和南极绕极流区域的占比相对较低（<50%）。进一步对1小时分辨率漂流浮标提取的非地转流进行分解，结果显示：包含亚中尺度运动和惯性重力波的余流分量在总表层流中占比最高，达到30%；其余组分依次为近惯性振荡（16%）、Ekman流（9%）、潮流（6%）和Stokes漂流（2%）。

图1 1993-2021年漂流浮标数据计算的(a-b)地转流、(c-f)非地转流占总流速比值的空间分布及直方图。(a、c、d)为1小时分辨率漂流浮标；(b、e、f)为6小时分辨率漂流浮标

在非地转流的各分量中，热带信风区Ekman流为第二占比项，其余海区则为近惯性振荡(图2)。在空间分布上，Ekman流在低纬度海区（20°S–20°N）的占比最高，并随着纬度升高而减小；近惯性振荡的占比则随着纬度升高而增加，在中高纬度海区达到最高（图2）。潮流和Stokes漂流在全流速中占比较低，随纬度变化不明显。该结果从观测上证实了高频海流存在强水平速度，为理解区域海洋动力学中的物质输运与能量串级提供了关键依据，也凸显了高频海流观测的不可或缺性。未来海洋观测任务与流场产品反演都需要考虑高频非地转分量。

图2 各非地转流分量中，(a)最大占比项与(b)第二大占比项的空间分布

该研究获得国家自然科学重点基金、中国科学院项目和中国博士后面上基金的联合资助。

论文信息

Wu, W., & Du, Y. (2026). Decomposition and characteristics of the ageostrophic currents at the ocean surface based on drifter trajectories. Deep-Sea Research Part I, 229, 104692.

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.dsr.2026.104692

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中国科学院南海海洋研究所

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