近日，中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心在Geophysical Research Letters期刊发表了题为“Mesoscale Eddy Currents Reshape the Spatial Distribution of Wave Height in the Southern Ocean”的最新研究成果。该研究首次基于大样本卫星观测，刻画了南大洋中尺度涡对海浪有效波高空间分布的调制规律，并结合数值模拟方法明确了其主导物理机制。成果由深海圈层与地球系统前沿科学中心在读博士生程天宜为第一作者，陈朝晖教授为通讯作者，李静凯副教授和墨尔本大学的Alexander V. Babanin教授合作完成。

海浪是海气界面重要的小尺度过程，其演化发展不仅受风场控制，也受到流场的显著影响。其中，中尺度涡作为全球海洋中最普遍的动力结构之一，对海浪有着重要的调制作用。然而，由于开阔大洋海浪现场观测稀缺以及卫星数据在时空覆盖上的限制，中尺度涡影响海浪波高的一般性规律缺乏足够的观测支撑。针对这一科学问题，研究团队利用Jason-3高度计数据，提出了一种沿轨数据合成方法，统计分析了2016-2019年间南大洋超过42,000个中尺度涡，构建了一套大规模的中尺度涡—海浪观测统计样本。结果发现：当海浪传播经过涡旋时，其波高分布呈现出显著的“偶极型”结构—在海浪传播方向上，顺流一侧波高减小，逆流一侧波高增大。对于南大洋典型半径为45km、流速为0.15m/s的涡旋，可引起约5cm的波高变化。

图1：南大洋中尺度涡对海浪波高的影响

进一步结合再分析资料与理想化数值试验，团队揭示了多重物理机制的共同作用：一方面，涡旋诱导的海表温度异常会调制局地风场，涡流与大气的相对运动会改变作用在海面的有效风速，从而影响风浪成长；另一方面，涡流通过直接改变海浪传播路径和频率，影响海浪的演化。其中，涌浪的折射是主导波高空间再分布的关键机制。

图2：南大洋中尺度涡影响涌浪波高的作用机制分解

上述研究刻画了涡旋调制海浪有效波高的空间结构特征，揭示了稳定存在的偶极型分布模式，明确了波浪折射在中尺度涡调制波高过程中的主导作用。结果不仅为理解海流对海浪能量再分配的物理过程提供了关键观测证据，也为今后在海浪数值模拟中更合理地考虑海流影响提供了重要参考。

文章链接：https://doi.org/10.1029/2025GL119526