近日，海洋科学学院物理海洋和数值模拟研究所在亚中尺度海气热力反馈研究方面取得新进展，相关论文“Submesoscale thermal-feedback coupling coefficients in intense oceanic boundary current systems revealed by SWOT”发表于国际顶级地学期刊Geophysical Research Letters（GRL）。海洋科学学院海洋科学专业（与中国科学院大学联合培养）2023级本科生史轩烨为论文第一作者，董济海教授为通讯作者。合作作者包括我院2023级本科生卢琰、马颖博士和董昌明教授，以及清华大学地球系统科学系博士研究生周书逸。

海气相互作用是影响天气和气候的重要过程。海洋锋面两侧存在明显的海表温度差异，可通过改变近海面大气稳定度和垂直湍流动量交换，影响上方风速，形成海表温度与风速之间的热力反馈关系。亚中尺度锋面空间尺度小、变化快，观测资料的分辨率和时空匹配难度限制了对这一过程的认识，其耦合强度及区域差异仍需观测约束。研究团队结合SWOT卫星风速与Metop-C AVHRR卫星海表温度观测，识别并匹配2023年7月至2025年11月的亚中尺度海洋锋面及其对应的风场信号，建立了包含3360条跨锋面剖面的观测样本。90.9%的样本位于湾流、黑潮延伸体、南极绕极流、厄加勒斯回流和巴西—马尔维纳斯汇流五个强流海区（图1），为比较不同海区的热力反馈提供了观测基础。

典型案例显示，跨越亚中尺度锋面时，风速与海表温度呈现较为一致的空间变化，较暖一侧的风速通常较大，较冷一侧的风速较小。这一正相关特征为认识亚中尺度锋面对近海面风场的调节作用提供了直接观测支持。在此基础上，团队利用跨锋面的风速与海温变化估算耦合系数，定量表征风速对海温变化的响应强度。湾流、黑潮延伸体、南极绕极流、厄加勒斯回流和巴西—马尔维纳斯汇流区的平均耦合系数分别为0.40、0.51、0.54、0.62和0.47 m s⁻¹ °C⁻¹。五个海区的合成结果均显示风速与海温的协同变化（图2），但耦合强度存在明显区域差异，其中厄加勒斯回流区的耦合系数较湾流高约56%。

该研究利用卫星观测定量刻画了多个强流海区的亚中尺度海气热力反馈及其区域差异，加深了对海洋锋面调节近海面风场的认识。研究结果为检验高分辨率海气耦合模式、改进亚中尺度海气相互作用参数化提供了观测约束和定量依据。该研究得到国家自然科学基金（42176023）和江苏省“青蓝工程”（R2025Q06）等项目的支持。

图1五个强流海区的风速与海表温度匹配观测示例。（a、b）湾流；（c、d）黑潮延伸体；（e、f）南极绕极流；（g、h）厄加勒斯回流；（i、j）巴西—马尔维纳斯汇流。（k）全部匹配图像的位置。

图2亚中尺度锋面风速与海表温度变化的合成结果。（a至e）依次为五个海区，（f）为全部海区。蓝、红曲线分别表示风速变化ΔENW和海温变化ΔSST，阴影为±1个标准差；横轴由暖侧向冷侧统一对齐。

发表论文：Shi, X., Dong, J.*, Zhou, S., Lu, Y., Ma, Y., & Dong, C. (2026). Submesoscale thermal-feedback coupling coefficients in intense oceanic boundary current systems revealed by SWOT. Geophysical Research Letters, 53(21), e2026GL123004. https://doi.org/10.1029/2026GL123004（*为通讯作者）