近日，物理海洋教育部重点实验室在Geophysical Research Letters期刊发表了题为“Spatiotemporal variations and parameterization scaling of submesoscale eddy diffusivity in the global ocean”（《全球海洋亚中尺度涡扩散系数的时空变化与参数化标度》）的最新研究成果。该研究首次揭示了全球海洋亚中尺度涡扩散系数（Ksm）的时空变化特征，并基于“混合长”思想提出了Ksm的参数化标度，为亚中尺度水平输运参数化方案的建立奠定了良好基础。

　　亚中尺度过程在海洋热量、盐度等示踪物的水平输运中扮演重要角色，该输运作用的效率可用Ksm来表示。然而，现有的气候模式无法分辨亚中尺度过程，需要通过合理的参数化方案对Ksm进行刻画。当前由于缺乏可分辨亚中尺度过程的全球海洋数据，对于Ksm在全球海洋的空间分布和季节变化等仍不清楚。

　　该研究基于全球2公里分辨率的海洋模式数据，首次计算和定量刻画了全球海洋Ksm的空间分布和季节变化特征。结果显示，Ksm以正值为主，约90%的Ksm取值分布在10–300 m2 s-1之间。高Ksm量值主要分布在中尺度涡活跃区，包括副热带逆流区、西边界流区、东边界上升流区以及南极绕极流的北侧，其中最大值出现在副热带逆流区。同时，Ksm呈现出显著的冬强、夏弱的季节变化特征，且该季节变化在副热带海区最为显著。进一步研究表明，“混合长”理论在亚中尺度扩散方面仍然适用，如下方程：

　　这为Ksm提供了一种简单有效的参数化标度，其中，EKEsm是亚中尺度动能，Lsm是亚中尺度含能尺度。

图：参数化的Ksm与直接计算的“真实”Ksm的对比。a、b分别为两种Ksm在南北半球均为冬季时的分布图。c为两种Ksm的纬向平均结果对比，d为为两种Ksm的散点分布对比（相关系数0.73）。

　　文章成果由实验室在读博士研究生袁庆国为第一作者，张志伟教授为通讯作者，赵玮教授等为合作者共同合作完成。研究工作得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金等项目的资助。

文章引用：

YUAN Q. -G., Z. -W. Zhang*, B. Qiu, and W. Zhao, 2025: Spatiotemporal Variations and Parameterization Scaling of Submesoscale Eddy Diffusivity in the Global Ocean. Geophysical Research Letters, 52, e2025GL115299, https://doi.org/10.1029/2025GL115299.