海洋的中尺度涡是一种分布广泛、影响显著的现象。直观来讲，中尺度涡像海洋中一个个旋转的陀螺，裹挟着上百公里尺度的海水随之旋转并缓慢移动，在几周~几十周的时间尺度内生成、发展与消亡。中尺度涡携带了全球海洋绝大多数动能，极大程度上影响了全球海洋环流的格局，并促进水体交换。中尺度涡旋可以导致显著的垂向运动，营养盐、有机质及生物的垂向交换也使得中尺度涡旋成为海洋生物地球化学及海洋环境水产研究中的热点区域。此外，中尺度涡旋往往伴随海表面的温度异常，这些或冷或暖的“斑点”会与环境大气进行强烈的海气物质能量交换，从而调制局地天气甚至气候系统。

图1 海洋涡旋的三维结构 (孙永明提供)

图2 全球大洋中的中尺度涡旋 (孙永明提供)

      南大洋是地球气候系统中的关键区域，其广阔且活跃的中尺度涡旋是海洋内部物质与能量输运的重要载体。然而，由于南大洋环境恶劣，尤其是在秋冬季节，现场观测数据极为稀缺，导致对该海域中小尺度动力过程的精细化结构、演变规律及其在海-气相互作用中的具体作用机制认识不足。特别是西风带之下的南极绕极流急流区，虽是中尺度涡最为丰富的海域，却也是国际上现场观测的“荒漠区”。因此，针对这一关键海域的目标涡旋开展高分辨率的现场同步观测，是深入理解南大洋环流、能量平衡乃至其在全球气候变化中角色的迫切需求。

      秋季普里兹湾联合航次为开展南大洋中尺度涡旋组网观测提供了前所未有的机会，首次实现在南大洋针对中尺度涡旋开展船载+移动平台结合的综合观测。本次科考使用6000米级“深海玄武”浮标、漂流式海气界面浮标、拉格朗日表层漂流浮标、漂流式波浪浮标等系列新型自主研制观测装备，对南大洋目标涡旋进行组网立体观测。“雪龙2”破冰科考船配备的走航观测设备，可以支持在目标涡旋进行大气性质、表层海水性质及上层海洋流速的走航观测，获取中尺度涡旋的大气-界面-水体立体三维结构。

      与此同时，岸基保障团队利用卫星高度计观测数据与再分析数据，基于“问海”大模型对多源数据进行整合重构，并对目标海域开展实时同化预报，保障现场观测团队可以凭借最新最准的“藏宝图”前往目标极地海域开展观测。

图3 漂流式海气界面浮标(张岳奇提供)

      “深海玄武”作为国际Deep Argo观测网中唯一认证的中国深海Argo浮标，通过秋季联合航次成功实现在南大洋的【首次】布放，标志着是我国深海Argo观测正式迈向全球大洋，对刻画南极底层水源区变化、追踪深层水体跨盆地传输路径、量化全球深海增温速率及其贡献具有关键科学意义。

图4 深海玄武浮标 (张岳奇提供)

      2026年4月16至17日，第42次南极考察秋季联合航次的科考队员按照既定计划在南大洋开展中尺度涡组网观测，观测断面约190海里长，横跨目标涡旋的外围、边缘及中心位置，并机动开展了3个加密断面的观测。本次观测共布放深海玄武浮标4台，漂流式海气界面浮标3台，表层漂流浮标20台，漂流式波浪浮标1台，同时投放抛弃式温盐深仪24台，抛弃式温度仪38台。

来源：中国极地研究中心（中国极地研究所）