原文發(fā)表于 《科技導報》2025年第13期科技新聞-前沿動態(tài)

中尺度渦使海洋二氧化碳吸收增加13.82%

高分辨率海洋模型揭示了南非海岸附近部分由中尺度渦旋引起的表面洋流（圖片來源：美國國家航天局戈達德航天中心）

海洋占地球表面的71%，每年吸收約1/4人為排放的CO2。中尺度渦廣泛存在于海洋中，其水平空間尺度約百公里，對海洋的物質輸運和能量交換具有重要作用。然而，由于觀測的局限性（通常僅能捕捉到渦旋個例）以及渦旋生命周期的復雜性，長期以來，關于中尺度渦對海-氣CO2通量的凈效應缺乏系統(tǒng)性認識，這限制了對海洋碳匯準確評估的能力。

2025年6月11日，中國海洋大學深海圈層與地球系統(tǒng)前沿科學中心/物理海洋教育部重點實驗室吳立新院士團隊甘波瀾教授課題組在Science Advances發(fā)表研究，首次基于機器學習重建的渦致海-氣CO2通量大樣本統(tǒng)計，評估中尺度渦對海洋CO2吸收的影響。

研究團隊聚焦海洋碳匯與渦旋活動的熱點區(qū)域——黑潮延伸體區(qū)和灣流區(qū)，創(chuàng)新性地結合衛(wèi)星渦旋追蹤與機器學習方法，重建了上千個長壽命渦旋全生命周期的海表CO2分壓，并系統(tǒng)分析了渦旋導致的CO2通量變化。研究發(fā)現(xiàn)，在黑潮延伸體（灣流）區(qū)，反氣旋渦使海洋CO2吸收增強15.16%（18.48%），而氣旋渦則使吸收減弱5.67%（5.04%）。由于反氣旋渦的增強效應顯著強于氣旋渦的減弱效應，因此中尺度渦總體上使黑潮延伸體（灣流）區(qū)海洋CO2吸收增加約9.98%（13.82%）。

研究進一步揭示中尺度渦的渦流泵作用與生物不對稱響應導致海洋CO2吸收的凈增加。反氣旋渦通過渦流泵作用降低表層溶解性無機碳（DIC）濃度，直接促進CO2吸收。氣旋渦的渦流泵雖然增加表層DIC濃度，但其伴隨的營養(yǎng)鹽輸入促進了浮游生物活動，進而消耗了部分DIC，削弱了氣旋渦對CO2吸收的抑制效果。

（綜合

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