飓风如何影响海洋涡流，对风暴强度和气候动态的影响

此前飓风对海洋涡流的研究主要集中在涡旋如何通过调节上层海洋的热响应来影响飓风演变，而飓风对涡旋场的影响却并不清楚。近日，一项新的研究探讨飓风如何通过直接和间接途径影响海洋中尺度涡旋场，为飓风对海洋涡流影响提供了一项新的见解。

墨西哥湾流区域海洋涡流-飓风相互作用

墨西哥湾流及其延伸部分对地球的气候和生态系统具有重要影响，它不仅是大西洋副热带环流系统的西边界流，还是大西洋经向翻转环流的关键组成部分，拥有世界上做活跃的天然涡旋场。

海洋涡流通常分为两种气旋涡流和反气旋涡流。气旋涡流在北半球逆时针旋转，通常与冷心核系统有关，冷核中心的水会比周围的水更冷，冷核通常会通过上升流将较冷、较深的海水带到海面来降低飓风的强度；而反气旋涡流则是顺时针旋转，通常与暖核系统有关，涡流中心比周围的水温暖，暖心涡旋较暖的水可以为飓风提供风暴增强所需的热能，从而增强飓风的强度。

飓风通常伴随的强风迫使地表水移动，从而将动量和涡度转移到海洋，通过将相对涡度注入涡流场从而改变其能量动态，例如飓风可以通过向系统注入更多涡度来直接增加气旋涡流的强度，而反气旋涡流可能会因能量减少和干扰而减弱。

新的研究发现

近日，一项新的研究探讨了飓风对墨西哥湾流区域涡旋场的直接影响，特别是飓风如何通过注入涡度来增强气旋性涡旋并减弱反气旋性涡旋，为了解风暴与海洋环流之间的复杂关系提供了重要见解。

研究人员通过多年的涡旋能量变化率分析，发现飓风通过与涡旋的相互作用，显著改变了涡旋场的能量和涡度分布。飓风通过直接和间接两种机制直接影响涡旋。飓风影响的直接机制是通过强烈的表面流扰动涡旋，使其失去地转平衡，导致能量以重力波的形式辐射出去加速涡旋的衰减，飓风还可以通过埃克曼泵效应向海洋注入正涡度，增强气旋性涡旋并减弱反气旋性涡旋，这种效应在飓风与涡旋相遇后立即显现，并在大型涡旋中持续较长时间；飓风影响的间接机制是通过扰动墨西哥湾流，间接影响涡旋场的形成和演化，由于墨西哥湾流是涡旋能量的主要来源，飓风对其的扰动会进一步影响涡旋场的长期变化。

研究证实，飓风往往会增强气旋涡流，这是因为飓风通过埃克曼泵送将相对涡度注入海洋环境，因此，气旋涡流会变得更强烈、更大，影响受影响地区的海洋热量和洋流分布。相反，飓风往往会削弱反气旋涡旋，飓风周围海洋环境的破坏会降低这些涡旋可用的能量，导致它们衰减或变得不那么明显，当飓风经过强烈上升流或冷心涡旋区域时，情况尤其如此。

此外，研究发现涡旋场的年平均能量和涡度变化与飓风强度高度相关，表明飓风在驱动涡旋场长期变化中起重要作用。随着大气CO2浓度的增加，北大西洋中纬度地区的飓风强度呈现上升趋势，随着飓风强度的增加，飓风对涡旋场的影响可能会进一步增强，进而影响墨西哥湾流系统和大西洋经向翻转环流的动力学。

具体而言，在飓风通过后的15天内，气旋性涡旋的能量变化率显著增加，而反气旋性涡旋的能量变化率显著减少，3-5级飓风对涡旋能量的影响比1-2级飓风大3-4倍。涡旋场的年平均能量差与飓风能量耗散指数的相关系数超过0.7，表明飓风强度对涡旋场的长期变化具有显著影响。半径大于90公里的大型涡旋的能量在飓风通过后能够持续较长时间，表明飓风的影响可以通过这些大型涡旋在海洋中留下长期印记。

研究表明，飓风是驱动涡旋的关键因素，飓风对墨西哥湾流区域涡旋场的显著影响，特别是通过注入正涡度来增强气旋性涡旋并减弱反气旋性涡旋。

思考

飓风引起的涡流活动变化如何导致海洋环流和气候的长期变化？

参考文献：Xinning Ni, Yu Zhang & Wei Wang，Hurricane influence on the oceanic eddies in the Gulf Stream region.  Nature Communications volume 16, Article number: 583 (2025) ,doi.s41467-025-55927-6

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