中尺度渦
這種渦旋能以1～15厘米/秒的速度移動(dòng)。是20世紀(jì)70年代以來(lái)相繼在世界大洋中發(fā)現(xiàn)的。由于這種渦旋空間尺度和時(shí)間尺度都小于大洋平均流場(chǎng)的空間分布和時(shí)間變化尺度，因此海洋學(xué)家命名為中尺度渦旋。作為大尺度過(guò)程與小尺度過(guò)程的銜接，中尺度渦旋在能量級(jí)串中占有至關(guān)重要的位置：受到大氣強(qiáng)迫，或由于海洋自身正壓或斜壓不穩(wěn)定，中尺度渦從背景流中產(chǎn)生，并從背景場(chǎng)中攝取能量不斷成長(zhǎng)，從而將能量從大尺度向中尺度傳遞；而中尺度渦旋的耗散過(guò)程，又將能量從中尺度傳遞到次中尺度或小尺度過(guò)程。中尺度渦的發(fā)現(xiàn)是人類對(duì)大洋環(huán)流認(rèn)識(shí)的一個(gè)突破性進(jìn)展，它們使得大洋環(huán)流更加復(fù)雜、多變，改變了人們對(duì)海流的傳統(tǒng)看法。
中尺度渦旋按照旋轉(zhuǎn)方向分為氣旋式渦旋（在北半球?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，南半球相反）和反氣旋式渦旋（在北半球?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，南半球相反）兩類：氣旋（反氣旋）式渦旋對(duì)應(yīng)著低（高）的海表面高度，在地轉(zhuǎn)的作用下使海面海水輻散（輻聚），通常對(duì)應(yīng)著海面的低（高）的海表溫度。按渦旋的起源或生存方式可區(qū)分為流環(huán)和大洋中尺度渦。
起源于大洋西邊界的西向強(qiáng)化流。在大西洋的灣流和在太平洋的黑潮中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)海流彎曲（或蛇行）現(xiàn)象。當(dāng)海流彎曲到很大程度時(shí)，氣旋渦旋（冷渦）和反氣旋渦旋（暖渦）便脫離母體，形成了直徑100～300千米的流環(huán)。距環(huán)的中心30～40千米處，有流線近似于圓形的快速水流繞軸線運(yùn)動(dòng)。其表層旋轉(zhuǎn)的線速率可高達(dá)90～150厘米/秒，此速率隨深度而降低，但在深400～500米處仍然大于50厘米/秒。通常，渦旋將隨海水大約以5千米/天的速度向西南方向移動(dòng)，持續(xù)時(shí)間可達(dá)2～3年之久，最后被母體海流反射或吸收。渦旋與環(huán)繞它的流系在一起，通?？上蛳卵由斓?千米深處，有時(shí)可達(dá)5千米，因而不出現(xiàn)在大陸架海區(qū)上。這類渦旋的特點(diǎn)是有明顯的水團(tuán)特性可供識(shí)別，且可大體上測(cè)定其生存周期。
起源于大洋西邊界西向強(qiáng)化流無(wú)關(guān)的中尺度渦。這種中尺度渦在主躍層中有時(shí)可向上跳動(dòng)幾百米，存在的周期從幾周到幾個(gè)月，對(duì)大洋中的海流有重要的影響。從20世紀(jì)70年代以來(lái)，已引起物理海洋學(xué)家的高度重視，是物理海洋領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。必須在較長(zhǎng)時(shí)間里直接觀測(cè)海流的流速，才能清晰地發(fā)現(xiàn)大洋中尺度渦。1958年在西經(jīng)14°和北緯41°處，從鄰近船只首次觀測(cè)到斯瓦洛中性浮標(biāo)顯示的渦旋運(yùn)動(dòng)，后又陸續(xù)在其他海域證實(shí)了這種渦旋的存在。20世紀(jì)90年代，受益于衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)中尺度渦旋在世界海洋中幾乎無(wú)處不在，它具有2～30厘米的振幅，5～50厘米/秒的旋轉(zhuǎn)速率，向下可延伸到整個(gè)水柱。
大洋中尺度渦的特點(diǎn)與流環(huán)不同，不具備明顯的水團(tuán)特性，是中大洋四周等密度面的氣旋式或反氣旋式的起伏波動(dòng)，就像大氣中的天氣式渦旋那樣。它們具有強(qiáng)大動(dòng)能，常大于大尺度海流的平均動(dòng)能，如在北太平洋和大西洋西邊界強(qiáng)流區(qū)，中尺度渦的動(dòng)能約為東邊界流的10倍。據(jù)估計(jì)，中尺度渦的動(dòng)能，占據(jù)了整個(gè)海洋里大、中海流動(dòng)能的90%以上。中尺度渦通過(guò)在等密度面上形成閉合的等位渦線可攜帶水體一起運(yùn)動(dòng)，據(jù)估計(jì)中尺度渦在全球范圍造成的西向水體輸運(yùn)量可以達(dá)到30×106～40×106立方米/秒，這一輸運(yùn)在量級(jí)上與大尺度的風(fēng)生以及熱鹽環(huán)流是可比擬的。
中尺度渦的發(fā)現(xiàn)，不僅對(duì)海流動(dòng)力學(xué)，且對(duì)海洋熱力學(xué)、海洋化學(xué)、海洋聲學(xué)和海洋生物學(xué)等的發(fā)展，都有影響。預(yù)先了解渦旋動(dòng)力學(xué)，對(duì)于有效地模擬動(dòng)量、能量、熱量、鹽量、地球化學(xué)物質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)鹽及其他溶質(zhì)之間的大尺度相互交換，并提供長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)等，都是很重要的。
