中尺度渦在海洋中隨處可見，其攜帶了約90%的海洋動能，在經(jīng)向物質(zhì)和能量輸運(yùn)中占據(jù)重要地位。研究發(fā)現(xiàn)，中尺度渦的種類豐富，除了在表層旋轉(zhuǎn)速度最大的表層渦旋，還有在次表層旋轉(zhuǎn)速度最大的次表層渦旋。然而，對于不同結(jié)構(gòu)渦旋的全球分布特征未有清楚的認(rèn)知。斜壓不穩(wěn)定是中尺度渦旋最主要的生成機(jī)制，針對斜壓不穩(wěn)定的研究對理解不同結(jié)構(gòu)渦旋的生成機(jī)制和分布規(guī)律具有重要意義。
近日，中科院海洋環(huán)流與波動重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王凡團(tuán)隊(duì)通過線性穩(wěn)定性分析獲得了全球大部分海區(qū)的斜壓不穩(wěn)定特征，并將其歸納為四種類型：表層和底層強(qiáng)、中間弱的類Eady型，表層最強(qiáng)、向底層遞減的類Charney型（Charney_s），底層最強(qiáng)、向表層遞減的類Charney型（Charney_b），次表層最強(qiáng)、向表層和底層遞減的類Phillips型。
全球不穩(wěn)定垂向結(jié)構(gòu)分類
類Eady型主要分布在南極繞極流主軸和北半球高緯度區(qū)域；Charney_b型零星分布在Eady型周圍；Charney_s型分布最為廣泛，遍布全球大部分區(qū)域，集中在副熱帶(10 –35 )區(qū)域；類Phillips型則主要分布在低緯度(5 –20 )及黑潮以南、秘魯智利以西和北大西洋中高緯度區(qū)域。
不穩(wěn)定類型的全球分布
不同類型形成機(jī)制不同，可以發(fā)展形成不同種類的渦旋。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，類Phillips型不穩(wěn)定與觀測到的次表層渦旋在空間位置上重合度極高，同時前者的臨界層深度（約等于最大旋轉(zhuǎn)流速所在深度）與次表層渦旋的核心深度也具很高的一致性。因此，類Phillips型不穩(wěn)定的研究對于次表層渦旋的研究有啟發(fā)性意義。其他不穩(wěn)定類型的全球分布對預(yù)測不同種類渦旋的全球分布也具有重要指導(dǎo)作用。
Phillips型（次表層型）不穩(wěn)定臨界層深度（陰影）和觀測到的次表層渦旋位置（藍(lán)色圓點(diǎn)，紅色圓點(diǎn)和綠色菱形）
上述果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《Journal of Geophysical Research: Oceans》，論文除了闡釋上述類型的分布規(guī)律外，還闡釋了其發(fā)生機(jī)制以及全球不穩(wěn)定波的波動形態(tài)特征。該研究得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金委等項(xiàng)目資助。
相關(guān)成果及鏈接如下：
Ling, Feng, Chuanyu, Liu, Armin K？hl, Detlef Stammer, & Fan Wang (2021). Four types of baroclinic instability waves in the global oceans and the implications for the vertical structure of mesoscale eddies. Journal of Geophysical Research: Oceans, 126 (3), 1-24, e2020JC016966. https://doi.org/10.1029/2020JC016966
