李敏華, 程靈巧,2*, 范錦曉, 胡松,2, 周相乾

(1. 上海海洋大學 海洋科學學院海洋科學與技術(shù)系，上海 201306；2. 上海海洋大學 大洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用省部共建教育部重點實驗室，上海 201306)

引 言

西北太平洋是世界上中尺度渦旋高發(fā)的海域之一。在該海域，由于黑潮及其延伸體所擁有的強流速，它們的流軸與周圍水體之間形成不穩(wěn)定的強流速剪切，為中尺度渦的產(chǎn)生提供動量來源。以往研究表明，表征渦旋活動程度的渦動能(Eddy Kinetic Energy, EKE)在黑潮主軸與黑潮延伸體區(qū)域存在明顯的峰值帶[1]。自1993年的22年衛(wèi)星高度計融合數(shù)據(jù)反映，期間在西北太平洋區(qū)域共檢測出生命周期超過30 d的渦旋數(shù)量多達6600余個[2]，主要集中于16°N以北海域[3]。胡冬等[4]統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，黑潮延伸體鄰近海域內(nèi)中尺度渦的平均生命周期在9—11周，平均半徑約為70 km。另有研究發(fā)現(xiàn)，由于β效應，在黑潮延伸體區(qū)域產(chǎn)生的渦旋絕大部分向西移動，移動速度隨著緯度的增加而變慢甚至發(fā)生轉(zhuǎn)向的情況[5]。

目前依靠衛(wèi)星數(shù)據(jù)給中尺度渦的研究帶來了便利，然而僅僅從海表面研究分析海洋渦旋是不全面的，其內(nèi)部海水的水文三維結(jié)構(gòu)是研究中尺度渦對海洋內(nèi)部物質(zhì)交換和能量輸送以及化學、生物過程影響的關(guān)鍵。早在1991年，Babu等[6]在孟加拉灣觀測到一個半徑100 km的冷渦系統(tǒng)，在其渦流中心觀測到與周圍環(huán)境4 ℃的溫度差異，渦旋的垂向影響范圍在50～300 db之間。中尺度渦結(jié)構(gòu)復雜，喬方利等[7]根據(jù)2001年在東海觀測到的冷渦發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)鹽高值區(qū)并不位于冷渦中心，推測出冷渦上升流呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，強上升流區(qū)位于距離中心的一定距離處。在黑潮延伸體海域，Chen等[8]利用較高空間分辨率的XCTD與ADCP觀測數(shù)據(jù)研究了該區(qū)域一個冷渦的溫、鹽三維結(jié)構(gòu)特征，結(jié)果顯示渦旋范圍內(nèi)等溫線整體抬升且靠近渦旋中心等溫線抬升更加明顯，渦中心冷核溫度較氣候態(tài)平均值異常達到-6.5℃，溫度、鹽度垂直結(jié)構(gòu)表明渦旋的影響深度超過1000 m。

盡管對渦旋的研究已經(jīng)積累了一定的成果，但是目前針對該海域中尺度渦旋的研究大多是對渦旋探測與追蹤的統(tǒng)計分析[9-11]，而針對具體的單個渦旋的生命過程和三維水文結(jié)構(gòu)的研究較少。其中，雖然已有學者利用Argo等浮標數(shù)據(jù)[12-13]與模型數(shù)據(jù)[14]對此地區(qū)渦旋進行研究，并給出渦旋的溫度、鹽度結(jié)構(gòu)，但與生物生產(chǎn)力相關(guān)的溶解氧等海洋要素和渦旋范圍內(nèi)的生物分布特征并未涉及[15]。為了探究黑潮延伸體區(qū)域的渦旋精細結(jié)構(gòu)，本文利用2019年3月在黑潮延伸體區(qū)域的船測資料，結(jié)合衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，重現(xiàn)了一個冷渦系統(tǒng)的生命史過程，研究分析了該冷渦的溫度、鹽度、密度、溶解氧的垂直結(jié)構(gòu)特征，給出了渦旋區(qū)域浮游動物分布特征，以期對生物生態(tài)方面的研究提供參考依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)

首先，2019年3月上海海洋大學“淞航號”對西北太平洋進行了生物地球環(huán)境綜合調(diào)查(圖1)。各站點利用溫鹽深儀(SBE911plus CTD)測量海表至300 m深處的溫度、鹽度、溶解氧等參數(shù)。在此基礎上，使用溫深儀(RBR-TDR 2050)對黑色三角站位進行更深水層的溫度測量。如圖1所示，黑色三角站位測量深度為750～1000 m，其余站位為300 m。3月20日在渦旋中心西北側(cè)站位(F05)進行了各參數(shù)垂向剖面觀測。數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方面，利用實驗室鹽度計(Guildline 8400B Autosal)對整個航次的Niskin采水器所獲水樣進行鹽度檢測，所獲結(jié)果用于矯正現(xiàn)場CTD觀測鹽度數(shù)據(jù)。

圖1 觀測站位圖。黑色圓點為普通站位，觀測深度0～300 m，黑色三角形為重點站位，觀測深度為750～1000 m。圖中顏色表示2019年3月月平均海表面高度(SSH)。

其次，本文采用的海表面高度數(shù)據(jù)、海表面異常高度數(shù)據(jù)(Sea Surface Anomaly，SLA)、海表面地轉(zhuǎn)異常流速數(shù)據(jù)、海表面溫度數(shù)據(jù)均來自COPERNICUS海洋環(huán)境監(jiān)測服務中心。SSH、SLA數(shù)據(jù)與海表面地轉(zhuǎn)異常流速數(shù)據(jù)來自近實時全球海洋網(wǎng)格L4表面高度產(chǎn)品，為Jason-3、Sentinel-3A、HY-2A，Saral/Altika等多顆衛(wèi)星數(shù)據(jù)融合，通過最優(yōu)化插值得到。SST數(shù)據(jù)選用全球ARMOR3D L4數(shù)據(jù)庫。以上數(shù)據(jù)空間分辨率均為(1/4)°×(1/4)°，海表面高度數(shù)據(jù)時間分辨率為1個月，SLA數(shù)據(jù)、海表面異常流場流速數(shù)據(jù)與SST數(shù)據(jù)時間分辨率均為1d，選取2019年1月10日(冷渦生成)至7月4日(冷渦消失)時間段海表面異常流速數(shù)據(jù)計算渦旋相對渦度、渦能量密度與形變率參數(shù)。另外，2019年3月的氣候態(tài)月平均數(shù)據(jù)用以計算溫度與鹽度的異常值。該數(shù)據(jù)來源于World Ocean Atlas 2013(WOA13)數(shù)據(jù)庫，空間分辨率為(1/4)°×(1/4)°。

1.2 渦旋探測方法

本文采用董昌明等提出的渦旋探測方法[16-17]。此方法基于流場的幾何特征來定義渦旋，且根據(jù)渦旋速度場特征提出了相應的四個約束條件。滿足這四個約束條件的點即被定義為渦旋中心位置，它們分別是：(1)在選定區(qū)域內(nèi)找到速度最小值點近似為渦旋中心；(2)沿渦旋中心點東西兩側(cè)速度分量v在遠離中心點的兩側(cè)數(shù)值符號相反，大小隨距中心點的距離線性增加；(3)沿渦旋中心點南北兩側(cè)速度分量u在遠離中心點的兩側(cè)數(shù)值符號相反，大小隨距中心點的距離線性增加；(4)在近似渦旋中心點附近，速度矢量的旋轉(zhuǎn)方向必須一致，即兩個相鄰的速度矢量方向必須位于同一象限或相鄰的兩個象限。

確定渦旋中心之后，用流函數(shù)的等值線定義渦旋邊界,圍繞中心點的最外圍等值線即為該渦旋的邊界。渦旋的軌跡由相臨兩個時刻渦旋中心點的連線獲得。

1.3 渦旋特征參數(shù)

中尺度渦旋的特征可以由它的一些參數(shù)來表征。這里我們用以下的幾個參數(shù)來描述此中尺度冷渦的特征[18-19]。

渦旋半徑定義為渦旋邊界上的點到渦旋中心點的平均距離，由此可確定計算渦旋各參數(shù)時的渦旋范圍。某一時刻的渦旋平均相對渦度定義為該時刻渦旋范圍內(nèi)渦度的平均值。

(1)

式中：u'、v'分別為東西向和南北向的地轉(zhuǎn)異常流速；x、y分別為東西向與南北向的坐標值。

渦動能的計算公式為：

(2)

渦動能密度定義為渦旋范圍內(nèi)平均渦動能除以渦旋的面積，即：

(3)

渦旋的形變率可用來判斷渦旋的拉伸-收縮情況，散度用來判斷渦旋是否處于穩(wěn)定的狀態(tài)。剪切形變率：

(4)

拉伸形變率：

(5)

散度：

(6)

2 目標冷渦特征

2.1 近半年渦旋統(tǒng)計

黑潮延伸體及其鄰近海域中尺度渦旋數(shù)量眾多，特征不一。本文統(tǒng)計了2019年上半年研究區(qū)域內(nèi)中尺度渦旋情況，根據(jù)追蹤方法中的日期差，共篩選出19個生命周期超過28 d的渦旋(圖2)。根據(jù)渦旋生成日期的先后順序，將此19個渦旋進行編號。由統(tǒng)計結(jié)果可知，目標渦旋(2號)是2019年上半年唯一一個生命周期超過150 d的中尺度渦旋，大部分渦旋生命周期未超過90 d。從平均渦能量密度來看，目標渦旋平均渦能量密度達到4.7×10-1cm2/(s2·km2)，其強度遠超過該時間段內(nèi)絕大部分渦旋。目標渦旋是在黑潮延伸體與周圍水體的強流速剪切條件下“脫落”而來，并一直沿黑潮延伸體主軸向西移動，整個過程中流速較大，渦動能較強。因此，本文所研究目標渦旋是研究區(qū)域內(nèi)一個典型的壽命長、強度大的冷渦。

圖2 研究區(qū)域內(nèi)2019年上半年生命周期大于28 d中尺度渦數(shù)量統(tǒng)計結(jié)果黑色實線表示生命周期，灰色虛線表示平均渦能量密度。

2.2 渦旋的生成與消亡

在北半球氣旋式渦旋生成時，渦旋流場呈現(xiàn)出逆時針旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。渦旋范圍內(nèi)表層海水向外輻散，導致渦旋內(nèi)部海平面高度出現(xiàn)負異常的情況。圖3顯示了本研究目標渦旋在各個生命節(jié)點所對應的SLA、海表面流場異常、渦旋邊界和移動軌跡(a-d)，3月20日船舶在渦中心位置觀測時的渦旋狀態(tài)(e)，及整個生命周期內(nèi)渦旋中心的SLA和SST時間序列變化(f)。該冷渦系統(tǒng)生成于2019年1月10日，此時渦旋中心位置位于34.5°N，151.95°E，渦旋半徑為68 km。渦旋生成時對應渦中心SLA值為-0.2 m，SST為18 ℃ (圖3f)。此后SLA出現(xiàn)持續(xù)負向增長，同時SST也持續(xù)降低。3月20日船舶在渦中心附近(F05站點)觀測前后，中心SLA達到最大，此時渦旋中心相較于平均海平面出現(xiàn)-1 m的高度差。而SST于4月9日達到最低值13.98 ℃，此時較周圍環(huán)境水體SST小3.5 ℃。

圖3 渦旋在各個生命節(jié)點所對應的SLA(顏色)、海表面流場異常(箭頭)、邊界(黑色虛線)和移動軌跡(黑色實線)(a-d)，3月20日船舶在渦中心位置觀測時的渦旋狀態(tài)(e)，及整個生命周期內(nèi)渦旋中心的SLA(黑色曲線)和SST(紅色曲線)時間序列變化(f)(綠色虛線對應時間3月20日)。

從移動速度來看，消亡期之前，渦旋移動緩慢，進入消亡期之后，渦旋移動速度明顯增加。整個生命過程渦旋移動距離為1201.6 km，平均移動速度為8.13 cm/s，在該區(qū)域渦旋典型移動速度(1～10 cm/s)[20]范圍之內(nèi)。該渦旋存在時間為175 d，遠超于該區(qū)域渦旋壽命平均水平(約77 d)[4]。

2.3 渦旋的運動學特征

圖4給出了該冷渦的半徑、散度、相對渦度、渦能量密度、剪切形變率以及拉伸形變率的時間序列圖。在渦旋生成的初期，渦旋半徑在幾天之內(nèi)迅速增大。與前人結(jié)果較為不同的是，渦旋半徑的峰值階段與最小值皆出現(xiàn)于渦旋生成期，并且此時半徑的波動較為劇烈，這可能是由于渦旋生成時處于不穩(wěn)定狀態(tài)，導致探測的渦旋邊界出現(xiàn)誤差。進入穩(wěn)定期后，渦旋半徑趨于穩(wěn)定，而從穩(wěn)定期中后期開始，半徑逐漸減小。此中尺度渦平均半徑為58.37 km,小于胡冬等[4]在此區(qū)域統(tǒng)計的渦旋平均半徑(69.5 km)。渦旋的散度表示了渦旋的穩(wěn)定性。在渦旋生成初期，散度變化較為劇烈，說明了渦旋處于不穩(wěn)定狀態(tài)，與半徑變動劇烈對應。而在穩(wěn)定期與消亡期，散度變化較小且接近于0，渦旋處于穩(wěn)定狀態(tài)，也意味著渦旋在單位時間單位體積內(nèi)的流量損失很小。

圖4 渦旋半徑和散度 (a)、相對渦度和渦能量密度(b)以及拉伸形變率與剪切形變率 (c)的時間序列圖

相對渦度的大小代表了渦旋剪切的強弱，整個生命過程中平均相對渦度為3.44×10-5/s。相對渦度、渦能量密度與半徑之間存在明顯的對應性，整體而言隨著半徑減小相對渦度與渦能量密度逐漸增加。渦動能密度表明了渦旋動能的強度(圖4b)。該渦旋平均渦動能密度為4.7×10-1cm2/(s2·km2)。渦旋生成期，渦動能密度較小，穩(wěn)定期渦動能密度逐漸增大，渦旋強度不斷增加。渦旋消亡期初期，渦能量密度短時間內(nèi)增大，出現(xiàn)此種情況是由于該冷渦壽命長、強度大，該冷渦穩(wěn)定期相比統(tǒng)計學上所劃分時間要長。

渦旋的剪切率表示渦旋在東北-西南方向與西北-東南方向上的形變強度。當剪切率為正值時，表示渦旋于東北-西南方向拉伸，西北-東南方向壓縮，此時渦旋呈橢圓狀，長半軸位于東北-西南方向，反之亦然[21]。類似的，渦旋的拉伸率表示渦旋在東-西方向與南-北方向的形變強度。當拉伸率為正值時，表示渦旋于東-西方向拉伸，南-北方向壓縮，此時渦旋同樣呈橢圓狀，長半軸位于東-西方向。從圖4c來看，在渦旋生成的初期，剪切率為正值，拉伸率為負值，且均出現(xiàn)快速波動的現(xiàn)象，與散度變化所顯示渦旋生長期處于極不穩(wěn)定狀態(tài)相對應，此時渦旋呈橢圓狀且在東北-西南方向與南-北方向拉伸，長半軸位于東北-西南方向，與海表面異常流場結(jié)果一致。在渦旋的穩(wěn)定期，渦旋形變強度較大，拉伸率由負值變?yōu)檎?，渦旋在東西方向拉伸。在渦旋的消亡期，剪切率由正值變?yōu)樨撝?，渦旋向西北-東南方向拉伸。

2.4 緯向斷面水文結(jié)構(gòu)

根據(jù)2019年3月的船測數(shù)據(jù)(渦旋處于穩(wěn)定期)，圖5給出了經(jīng)過渦旋中心附近(F05站位)的F斷面的位溫、鹽度、位密、溶解氧的垂直斷面結(jié)構(gòu)。在所有特征斷面中，F(xiàn)05站點上的等值線都有明顯抬升，對應冷渦引發(fā)上升運動的特征。

圖5 位溫、鹽度、位密、溶解氧的垂直斷面結(jié)構(gòu)。其中(a)、(b)等值線數(shù)值表示位溫、鹽度大小，顏色表示溫度、鹽度的異常值(空白區(qū)域無數(shù)據(jù))。

從位溫斷面可以看出，在F05站點，極強的上升流作用將深層冷水帶至更淺的水層，內(nèi)部等溫線整體抬升(圖5a等值線所示)。上層60 m以內(nèi)，位溫垂向分布均勻，表征該深度范圍內(nèi)海水混合充分。在60～300 m的深度范圍內(nèi)，水溫從14 ℃銳減至7 ℃。渦旋范圍內(nèi)水體與周圍環(huán)境水體(以F04站點為界限)存在明顯的水平溫差。在300 m深度，渦旋中心與渦旋西側(cè)水體(F02、F03站點)的溫度差異達到了10 ℃以上。在渦旋的南(E斷面)、北(G斷面)邊界處，水體垂向水文特性變化小，被認為受到渦旋的影響較小(未給出)。渦旋中心誘發(fā)的上升流同樣引發(fā)鹽度等值線的明顯抬升(圖5b等值線所示)。與位溫分布類似，該觀測點的60 m以淺深度鹽度趨于垂向均一。60～300 m的深度范圍內(nèi)，水體鹽度從34.5 psu減少至34 psu。渦旋范圍內(nèi)水體鹽度與外界水體鹽度差異明顯，在300 m深度上，渦旋中心鹽度值為34 psu，而渦旋西側(cè)水體鹽度值在34.8 psu左右。

測量的溫度(鹽度)數(shù)據(jù)減去3月氣候態(tài)平均溫度(鹽度)得到溫度(鹽度)的異常值(圖5a和圖5b顏色所示)。溫度(鹽度)在渦旋中心附近均表現(xiàn)出負異常的特征，從F斷面溫度、鹽度的異常來看，在0～300 m深度內(nèi)，渦旋中心區(qū)域溫度(鹽度)負異常隨著深度的增加而逐漸增強。溫度在F05站點處300 m深度上的異常值達到了-7.5 ℃，鹽度異常值達到了-0.5 psu。

渦旋的密度結(jié)構(gòu)與溫度、鹽度結(jié)構(gòu)類似，近中心處等密度線向上抬升(圖5c)。F05站點上，表層密度σ為25.6 kg/m3，300 m水深處密度為26.6 kg/m3，差值達到1 kg/m3。圖5d為F斷面的溶解氧垂直結(jié)構(gòu)。在冷渦范圍內(nèi)由于深層貧氧海水向上涌升，導致150 m以下出現(xiàn)明顯的溶解氧含量的低值區(qū)，300 m處的溶解氧低至4 ml/L。而在渦旋范圍內(nèi)的表層50 m以內(nèi)則出現(xiàn)了明顯的溶解氧含量的高值區(qū)，達到了F斷面內(nèi)的最大值(5.5 ml/L)。

2.5 經(jīng)向斷面溫度結(jié)構(gòu)

圖6顯示了A05—G05經(jīng)向斷面上各站點由溫深儀采集的溫度剖面。結(jié)果表明，F(xiàn)05站位之外的各站點上，0～200 m的深度范圍內(nèi)，除了極易受大氣影響的表層外，溫度維持在17 ℃到19 ℃之間；從200 m到700 m，溫度從17 .5℃下降到7 ℃，表現(xiàn)為0.021℃/m的垂向平均溫度梯度。而進入冷渦中心區(qū)域(F05站位)，海表混合層不再明顯，溫度從表層的23.5 ℃逐漸減少到700 m深的4 ℃，表現(xiàn)為0.028 ℃/m的垂向平均溫度梯度。900 m深度時，渦旋中心附近溫度為3.3 ℃，相較于渦旋范圍外的4.7 ℃左右，溫度差異達到1.4 ℃，表明該深度海水依然受到渦旋中心海水向上抽吸作用的影響。由此推測，此渦旋影響深度超過900 m，與Chen等[13]在此區(qū)域觀測到的冷渦影響深度基本一致。

圖6 特殊站位斷面A05-G05各站點溫度剖面圖(左)與溫度異常值剖面圖(右)。左圖中黑色實線為F05站點溫度剖面，灰色實線為其他站點溫度剖面；右圖中黑色實線為F05溫度異常值剖面，灰色實線為其他站點溫度異常值剖面。

從溫度的異常值來看，冷渦中心區(qū)域表現(xiàn)出明顯的負異常現(xiàn)象，而冷渦的南北側(cè)上方0～300 m的水層與周圍環(huán)境水體皆表現(xiàn)出正異常的現(xiàn)象。觀測期間該渦旋的冷核中心位于F05站點的250～350 m水層，溫度異常最大值在此處達到了-6.2 ℃，與Chen等[13]在該海域得到的-6.5 ℃類似。

3 生物結(jié)果分析

中尺度渦旋的存在對生物分布有著重要影響。圖7為浮游動物生物量調(diào)查結(jié)果?？傮w來看，三個斷面上大部分站位(78 %)的浮游動物生物量在40 mg/m3以下。而渦旋東側(cè)F06站點處浮游動物生物量達到最大值80 mg/m3。這可能與F06站點所處位置剛好位于冷渦與外界水體交匯的東邊界處有關(guān)。雖然冷渦中心強大的抽吸能力將營養(yǎng)物質(zhì)從下層水體帶入表層，但是可能由于冷渦中心溫度較低，所以冷渦與周圍水體交匯所產(chǎn)生的溫度鋒區(qū)域帶存在更多的浮游動物。

圖7 2019年3月E01-E06站點(a)、F01-F06站點(b)、G01-F06站點(c)浮游動物生物量調(diào)查結(jié)果

從渦旋南側(cè)斷面看(圖7a)，浮游動物生物量較低且均勻，而在穿過渦旋中心的F斷面緯度上(圖7b)，浮游動物生物量空間分布差異大，而渦旋西側(cè)站點(F04)與東側(cè)站點(F06)生物量相差大。在渦旋北側(cè)(圖7c)，存在兩個明顯的峰值站點(G03、G06)，其余站點生物量則較低。

4 結(jié)論和展望

本文結(jié)合衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)與2019年3月開展的現(xiàn)場觀測資料，研究了西北太平洋黑潮延伸體海域一個冷渦的生消過程及其穩(wěn)定期渦旋中心的溫、鹽、密以及溶解氧結(jié)構(gòu)，為該海域中尺度渦精細結(jié)構(gòu)研究，及中尺度渦旋對生物生產(chǎn)影響方面的研究提供參考依據(jù)。具體結(jié)論如下：

(1)目標冷渦出現(xiàn)在2019年1月10日到7月4日期間，整個過程持續(xù)175 d，遠超該海域渦旋的平均壽命(約77 d)，是2019年上半年壽命最長的典型強冷渦。渦旋穩(wěn)定期的SLA最低值達到-1 m，SST的最低值為13.89℃。該渦旋總體向西移動。整個生命過程中，渦旋移動距離為1201.6 km，平均移動速度為8.13 cm/s。

(2)渦旋的平均半徑為58.37 km。渦旋的相對渦度、渦能量密度均與半徑呈現(xiàn)負對應關(guān)系。整個過程中渦旋呈現(xiàn)不對稱的橢圓狀。渦旋生成的初期階段，渦旋向東北—西南方向拉伸。渦旋的消亡期，渦旋向西北—東南方向拉伸。

(3)船測結(jié)果顯示出了冷渦中心極強的上升流作用。渦中心海表至60 m深，各水文要素表現(xiàn)出明顯的垂向均一性，溶解氧含量達到最大(5.5 ml/L)。而在60～300 m的深度范圍內(nèi)，水溫從14 ℃銳減至7 ℃，鹽度從34.5 psu減至34 psu，溶解氧從5.2 ml/L減少到4 ml/L。渦旋中心300 m處深度海水溫度與周圍同等深度環(huán)境水體存在-10 ℃的溫度差異，鹽度差異達到0.8 psu。經(jīng)向的溫度剖面結(jié)構(gòu)顯示，溫度從表層到900 m的深度范圍內(nèi)下降約20 ℃。在900 m處，冷渦中心與周圍水體的溫度差異依然有-1.4 ℃，表明該冷渦影響深度超過900 m。另外，觀測期間渦旋的冷核中心位于F05站位的250到350 m水層。

(4)浮游動物生物量統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，渦旋東邊界處，冷渦與外界環(huán)境水體交匯的地方生物量最為豐富。

中尺度渦對小范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的影響一直是研究的熱點問題。冷渦存在期間營養(yǎng)物質(zhì)出現(xiàn)快速積累，隨后由于浮游植物大量繁殖而快速減少的過程[22]。另外，近年來研究表明，冷渦中心往往出現(xiàn)葉綠素的高值區(qū)或者葉綠素的環(huán)狀結(jié)構(gòu)[23-24]。根據(jù)此次的溶解氧調(diào)查結(jié)果顯示，渦旋范圍內(nèi)50 m溶解氧出現(xiàn)明顯高值區(qū)，除了冷渦抽吸作用將下層冷水帶至表層，能吸收更多溶解氧外，生物作用因素不可忽視。初步的生物調(diào)查結(jié)果顯示，冷渦中心東側(cè)浮游動物生物量明顯較高，且渦旋東、西兩側(cè)生物量差異明顯，造成這種現(xiàn)象的原因與冷渦中心營養(yǎng)物質(zhì)變化、中心水體的溫度等因素的關(guān)系還需要更豐富的調(diào)查資料和更細致的分析。因此，中尺度渦對局部海域生態(tài)系統(tǒng)如葉綠素等的影響將是未來研究的一部分。