近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室（LTO）海洋模拟与生态动力团队与厦门大学薛惠洁教授合作，聚焦南极绕极流海域（凯尔盖朗岛海域附近），利用海表卫星观测资料对次表层动力过程开展重构反演研究，并结合(携带传感器的)象海豹所收集的高分辨率温盐剖面观测对比分析反演结果。相关研究成果以LTO刘磊博士为第一作者，厦门大学薛惠洁教授为通讯作者发表在《Journal of Physical Oceanography》上。

对于广袤的海洋，尤其是在海况恶劣的海域，很难实现具有三维高时空分辨率的现场剖面观测。海洋卫星遥感虽然可以提供近实时、连续、覆盖全球并具有较高时空分辨率的观测，但是现阶段卫星遥感仅能获取海洋表层的信息，如何将卫星观测海表信息向下投影以实现次表层动力过程的反演，一直是海洋科学中的研究热点。

基于两种先进的动力学反演方法[内部表面准地转方法（简称isQG)及其改进版本(简称L19)]，研究团队利用卫星海表数据(高度、温度及盐度)针对次表层密度扰动场实施重构。与密度扰动现场剖面观测相比，重构结果可合理地捕捉到中尺度结构信号，图b(图c)与图a的空间相关系数在上层400米都超过了0.8。

垂向运动(w)在海洋上混合层与深层的物质能量交换(如热量、盐度、生物地理化学元素等)过程中扮演着极其重要的角色。由于w的强度和时空尺度非常小，极难实现对w的直接观测。研究团队基于重构的三维变量场(密度及水平地转流)，利用二维准地转Omega诊断方程进一步计算地转变形场锋生作用引发的垂向运动wtg。尽管反演结果与基于现场观测的wtg_seal整体上存在一定差别，在密度重构相对较好的局部区域，比较吻合：二者空间相关系数可超过0.8。在信号强度上，反演结果弱于基于高分辨率剖面观测诊断的wtg_seal，这主要是因为，卫星格点资料（尤其是海表高度）的时空分辨率较低，未来高分辨率卫星观测计划将有助于改善这些差异。

该研究成果为充分利用未来高分辨率卫星计划[如SWOT (Surface Water and Ocean Topography), OSCOM (Ocean Surface Current multiscale Observation Mission)]的反演工作打下先行基础，具有重要的科学意义和应用价值。

该研究得到中国科学院战略性先导科技专项、南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）人才团队引进重大专项、国家自然科学基金、热带海洋环境国家重点实验室自主项目等的资助。

相关论文信息：Liu, L. and H. Xue*, 2022: Estimating the Ocean Interior from Satellite Observations in the Kerguelen Area (Southern Ocean): A Combined Investigation Using High-Resolution CTD Data from Animal-Borne Instruments. J. Phys. Oceanogr.,

DOI: https://doi.org/10.1175/JPO-D-21-0183.1