摘要
南大洋包含世界上最大的海流和最具活力的涡旋场。显著的涡旋活动影响该海域南极绕极流(Antarcticcircumpolarcurrent,ACC)的动量平衡和经向翻转环流。沿着ACC流轴自北向南分布着亚南极锋(Subantarcticfront,SAF)，极锋(polarfront,PF)，南极绕极流南锋(SouthernAntarcticcircumpolarcurrentfront,SACCF)和南极绕极流南部边界(SouthernboundaryoftheACC，SBdy)。这些锋面被认为与涡旋具有强烈的相互作用关系。在南大洋印度洋扇区，存在着凯尔盖朗高台、巴伦尼断裂带这样的特殊地形，影响着涡旋的强度和特征分布。同时，凯尔盖朗高台海域ACC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。本文基于2005—2019年卫星遥感数据，对南大洋印度洋扇区涡旋特征进行统计，并对涡旋生成地分布、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。 凯尔盖朗高台海域研究结果表明：该海域涡旋生命周期多在40d以内(76.76%)，平均半径多在30—100km之间(94.79%)；平均半径与平均振幅呈正相关关系(相关系数R=0.53)；生命周期越大的涡旋平均传播距离也越大。涡旋数量主要由短寿命涡旋(＜80d)所贡献。2010年代后期年平均涡动能异常呈减小趋势。短生命周期(＜80d)涡旋生成地占比高值集中在凯尔盖朗高台下游，涡旋生成地随着寿命越长，逐渐从SAF与SBdy之间的锋面区域向SAF以北移动。且生命周期越长，靠近陆地海域涡旋的生成越少(南非大陆南部和凯尔盖朗高台区域)。涡旋平均半径较大值(＞50km)集中在SAF以北海域，涡旋平均振幅较大值(＞15cm)集中在厄加勒斯回流海域。涡旋的移动方向存在差异，SAF北部和SBdy南部涡旋主要向西移动，东向移动的涡旋在SAF北部仅占38.36%、在SBdy南部仅占29.52%，而锋面之间的涡旋东向移动个数占锋面之间涡旋总数的70.69%。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。 澳大利亚南部海域研究结果表明：该海域涡旋生命周期多在40d以内(76.14%)，平均半径多在30—100km之间(93.34%)；生命周期越大的涡旋平均传播距离也越大。涡旋数量主要由短寿命涡旋(＜80d)所贡献。短生命周期(＜80d)涡旋生成地占比高值集中在巴伦尼断裂带海域及其下游、澳大利亚东部海域，涡旋生成地随着寿命越长，逐渐从SAF与SBdy之间的锋面区域向SAF以北移动。涡旋平均半径较大值(＞50km)集中在SAF以北海域，特别是澳大利亚东部和南部，涡旋平均振幅较大值(＞15cm)集中在澳大利亚东部和巴伦尼断裂带下游SAF海域。反气旋式涡旋生命周期较长的空间分布范围相较于气旋式涡旋向澳大利亚东部海域扩展。涡旋的移动方向同样存在差异，SAF北部和SBdy南部涡旋主要向西移动，东向移动的涡旋在SAF北部仅占36.09%、SBdy南部仅占32.88%，而锋面之间的涡旋东向移动个数占锋面之间涡旋总数的64.60%。跨锋面涡旋中，暖涡向高纬数量多，冷涡向低纬移动数量多，跨锋面的涡旋主要集中在巴伦尼断裂带，其中跨SAF锋面的涡旋数量最多，大部分具有携带水团移动的能力。 对特殊地形(凯尔盖朗高台、巴伦尼断裂带)下游涡旋进行统计分析发现，无论是凯尔盖朗高台下游还是巴伦尼断裂带及其下游，相较于整体区域的涡旋性质，涡旋的半径、振幅均偏小，涡旋半径大的区域集中在SAF北部。对两个特殊地形下游海域涡旋传播速度的统计结果分析发现选定海域的涡旋生命周期和传播速度都与锋面之间整体涡旋一致。涡旋的传播速度没有显著的差距，但是都说明了在锋面之间地形并不能改变涡旋的速度。 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。
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