近日，海洋科学学院物理海洋和数值模拟研究所在海洋亚中尺度领域取得新进展，相关文章《Effects of Symmetric Instability on Potential Vorticity Budget in the Kuroshio Extension Region via a Parameterization Scheme》在物理海洋领域权威期刊Journal of Geophysical Research: Oceans上在线发表。论文第一作者为2022级硕士研究生马舒玥，通讯作者为我院教师董济海教授，合作作者包括我院董昌明教授及中国科学院南海海洋研究所经志友研究员。

位势涡度作为控制海洋准地转运动的重要物理量，其收支受到了亚中尺度对称不稳定的调控。然而，对称不稳定作为亚中尺度不稳定类型的一种，其时空尺度仅为O (100) m-O (1) km和O (1) h，目前大多数观测数据和主流海洋模式难以直接分辨，因此对称不稳定如何影响位势涡度收支仍不清楚。本研究在高分辨率数值模拟的基础上，通过应用已有对称不稳定参数化方案，定量分析了对称不稳定对黑潮延伸区海表混合层位势涡度收支的影响。结果表明：与未考虑对称不稳定效应的结果相比，对称不稳定会消除海表混合层中的负位势涡度。通过定量分析发现，负位势涡度的概率降低了12%。进一步通过对位势涡度收支进行分析发现，对称不稳定对位势涡度收支的贡献主要是通过调节摩擦项。摩擦项倾向于产生负位势涡度，但由于对称不稳定，其大小减小了35%。除了摩擦项外，平流项和非绝热项也受到对称不稳定的调制。

该项工作揭示了对称不稳定在海表混合层位势涡度收支中的贡献，表明对称不稳定在准地转动力学中起着重要作用，为更好认识和理解海洋准地转动力学及其和气候变化的潜在关系提供了新的视角。

该研究得到国家自然科学基金委项目（42176023, 42250710152, 92258301, 42149907, 42349907, 42349584）和广州市基础研究计划基础与应用基础研究项目（202201010524）的支持。

图1不同深度（a, b, c: 5m; d, e, f: 100m; g, h, i: 200m）处位势涡度的空间分布特征。从左到右三列分别为未考虑对称不稳定、考虑对称不稳定和第二列与第一列差值的结果。

图2不同深度（a:5m;b:100m;c:200m）处负位势涡度占比随时间的变化。

图3位势涡度各收支项在混合层深度内的空间平均。从左到右依次为平流项、摩擦项、非绝热项和三者之和。

发表论文：

Ma, S., Dong, J., Dong, C., & Jing, Z. (2024). Effects of symmetric instability on potential vorticity budget in the Kuroshio Extension region via a parameterization scheme. Journal of Geophysical Research: Oceans, 129, e2023JC020375.https://doi.org/10.1029/2023JC020375