科研进展--中国科学院广州分院

近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境（LTO）经志友团队，在非定常风场强迫对涡旋亚中尺度锋面不对称性的调制作用与机制方面取得新进展。相关研究成果发表在Journal of Physical Oceanography上，LTO硕士研究生吴波岩为第一作者，研究员经志友为通讯作者。中尺度涡旋海域的海洋锋面是激发亚中尺度过程、调节海洋物质热量输运与能量串级的关键区域。以往的研究表明，大尺度定常风场强迫能够引起中尺度涡旋锋面产生不对称性，即在地转涡旋的顺风（down-front wind）侧增强锋面，而在另一侧减弱锋面。然而，自然界中的真实风场往往是随时间振荡的，关于风场以不同频率发生振荡时，涡旋锋面及亚中尺度过程的非定常响应过程与机制等关键科学问题，目前尚缺乏深入系统的动力学理解。本研究通过高分辨率数值模拟并结合动力诊断发现，当风场振荡周期与反气旋中尺度涡的旋转周期一致时，风场强迫对涡旋锋面强度及其不对称性的调制作用最为显著。进一步的拉格朗日粒子追踪研究结果表明，水体质点在随涡旋旋转的一个周期内，会在顺风侧经历增强的正Ekman浮力通量（EBF），而在另一侧经历受抑制的负EBF，并在旋转一个周期后累积净的正EBF，从而增强涡旋两侧锋面强度的不对称性。同时发现在风应力松弛阶段，局地涡度加速度和非线性平流能够显著增强亚中尺度锋生及涡旋锋面的不对称性。这种风场强迫与涡旋旋转周期同频的“类共振”机制新发现，可能是增强海洋涡旋海域锋面不对称性的一类重要物理机制。该研究由国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目共同资助完成。相关论文信息：Boyan Wu, Zhiyou Jing* (2026). Wind Variability at Synoptic-to-Planetary Frequency Enhances Front Asymmetry of Mesoscale Eddy. Journal of Physical Oceanography., 56, 1197-1213, https://doi.org/10.1175/JPO-D-25-0203.1.原文链接：https://doi.org/10.1175/JPO-D-25-0203.1图1 定常风与非定常风强迫的涡旋锋面演变过程图2 风应力增强与风应力松弛引起的涡旋锋面响应示意图

2026-05-13

亚热带生态所李德军团队揭示树种多样性抑制土壤激发效应及微生物功能调控机制

土壤有机碳稳定性是陆地生态系统碳汇可持续性的核心，新鲜碳输入引发的激发效应可加速原有土壤碳分解，是决定土壤碳保持或流失的关键过程。土壤有机碳稳定性是陆地生态系统碳汇可持续性的核心，新鲜碳输入引发的激发效应可加速原有土壤碳分解，是决定土壤碳保持或流失的关键过程。基于自然的气候解决方案多强调提升植物多样性以增加碳输入，但多样性究竟是加剧激发效应造成碳流失，还是抑制激发效应增强碳稳定性，一直是全球碳循环模型的重大未知。尤其在亚热带森林生态系统，树种多样性如何调控微生物代谢、功能基因与群落网络，进而改变土壤激发效应强度，尚缺乏系统的机制解析。近日，中国科学院亚热带农业生态研究所李德军团队在该领域取得重要进展：研究首次在亚热带喀斯特森林证实，树种多样性可显著抑制土壤有机碳激发效应，并阐明了以 “缓解微生物能量限制—功能类群转型—基因表达重构” 为核心的协同调控新机制，为生物多样性提升与森林碳汇增汇协同提供了关键理论支撑。研究依托广西木论国家级自然保护区45个森林样地构建的树种多样性梯度，运用13C 同位素标记培养、宏基因组测序、微生物网络分析与结构方程模型（SEM）等技术体系，系统解析激发效应的驱动格局与调控路径。结果显示，随着树种多样性升高，土壤激发效应呈显著线性下降，由强正激发逐步转为弱激发甚至负激发；在严格控制环境因子、林分结构与菌根类型后，该关系依然稳健，证实树种多样性是抑制激发效应的独立核心因子。从激发效应视角完善了生物多样性调控土壤碳稳定性的理论框架，明确提升树种多样性能够在增加碳输入的同时“锁住”土壤老碳、减少碳损失。研究结果强调，森林碳汇评估与地球系统模型必须纳入树种多样性与微生物功能策略参数，为我国亚热带与喀斯特区域生态恢复、人工林近自然改造与碳中和路径优化提供了重要科学依据。该成果以Tree Species Diversity Suppresses Soil Carbon Priming Effects in a Subtropical Forest为题发表于国际生态学期刊Ecology Letters。第一作者为段鹏鹏副研究员，李德军研究员为通讯作者；研究得到国家自然科学基金等项目资助。论文链接树种多样性抑制土壤激发效应的概念框架

2026-05-18

广州健康院合作揭示染色质重塑复合物ncBAF动态识别染色质的新机制

近期，中国科学院广州生物医药与健康研究院（以下简称“广州健康院”）联合中山大学、广州医科大学等单位，在Nucleic Acids Research在线发表题为“Structural basis for BCL7B-mediated ncBAF-nucleosome engagement”的研究论文。该研究结合冷冻电镜结构解析、交联质谱及生化功能实验，解析了ncBAF与核小体结合过程中的动态结构变化，揭示了BCL7B介导ncBAF识别核小体的关键机制，并提出了区别于经典cBAF/PBAF复合物的新型染色质结合模式。染色质重塑复合物通过调控核小体位置和DNA可及性，参与基因表达的开启与关闭，在胚胎发育、细胞命运维持及肿瘤发生发展中发挥核心作用。其中，SWI/SNF家族是哺乳动物中最重要的ATP依赖型染色质重塑复合物之一，其编码基因在超过20%的人类肿瘤中发生突变，被认为是当前肿瘤表观遗传研究的重要热点。根据亚基组成不同，哺乳动物SWI/SNF复合物主要分为cBAF、PBAF和ncBAF三类亚型。近年来，研究人员已逐步解析cBAF和PBAF与核小体相互作用的结构基础，但ncBAF如何识别染色质并介导核小体重塑，长期缺乏直接结构证据，造成理解不同SWI/SNF亚型复合物功能差异的重要障碍。近期，中国科学院广州生物医药与健康研究院（以下简称“广州健康院”）联合中山大学、广州医科大学等单位，在Nucleic Acids Research在线发表题为“Structural basis for BCL7B-mediated ncBAF-nucleosome engagement”的研究论文。该研究结合冷冻电镜结构解析、交联质谱及生化功能实验，解析了ncBAF与核小体结合过程中的动态结构变化，揭示了BCL7B介导ncBAF识别核小体的关键机制，并提出了区别于经典cBAF/PBAF复合物的新型染色质结合模式。研究人员解析了ncBAF在无核苷酸状态以及ATP类似物结合状态下与核小体形成的复合物结构。发现当结合 ATP 能量分子后，ncBAF 内部的 ARP 模块会发生大幅度形态扭转，这一形态变化由核心蛋白 BRG1 带动，同时 ARP 模块和核小体的结合方式也会跟着改变，说明 ncBAF 是靠结构形态切换来完成染色质重塑工作的。其中BCL7B 蛋白起到了关键的 “分子桥梁” 作用，这说明 BCL7B 不只是组装复合物，还直接参与识别和调控染色质。另外，和同家族的 cBAF、PBAF 相比，ncBAF 缺少关键蛋白SMARCB1，导致它的基础结构更灵活。它没有采用同类蛋白经典的 “夹住” 核小体的模式，而是依靠 BCL7B 搭建的连接来结合、调控染色质，也揭开了 SWI/SNF 家族不同亚型识别染色质的方式存在本质差异。研究团队进一步解析了包含BCL7B的ARP模块结构，明确了 BCL7B 嵌入复合物的分子原理。同时发现模块里的肌动蛋白既能结合、水解 ATP，结构还能适配细胞核内肌动蛋白丝的组装，为染色质重塑和细胞核内骨架网络的协同作用，提供了新的结构证据。综上，该研究系统揭示了ncBAF复合物动态识别核小体的结构基础，阐明了BCL7B在连接ARP模块与核小体中的核心作用，并提出了区别于经典BAF复合物的新型染色质结合机制。相关成果深化了对SWI/SNF家族功能分化及染色质重塑机制的理解，也为相关肿瘤发生机制研究及靶向SWI/SNF复合物的药物开发提供了新的理论基础。广州健康院何俊研究员为论文主要通讯作者。广州健康院助理研究员孙发辉为论文第一作者。该研究获得国家自然科学基金、中国博士后基金和广东省基础与应用基础研究基金支持。论文链接图 BCL7B蛋白介导ncBAF动态结合核小体及ARP模块具备ATP水解活性的示意图

2026-05-16

广州健康院合作发现Procr骨髓血管内皮影响造血干细胞和骨髓移植

2026年5月8日，中国医学科学院血液学研究所和中国科学院广州生物医药与健康研究院组成的联合团队在国际顶级血液学期刊Blood发表题为Procr+ endothelial progenitor cells govern hematopoiesis through fine-tuning mesenchymal stem cell niche signals的论文，明确了Procr⁺内皮细胞作为骨髓核心微环境调控者的作用，深化了对造血调控机制的理解，也为靶向骨髓血管微环境研发促进骨髓移植效率的新策略提供了重要的依据。2026年5月8日，中国医学科学院血液学研究所和中国科学院广州生物医药与健康研究院组成的联合团队在国际顶级血液学期刊Blood发表题为Procr+ endothelial progenitor cells govern hematopoiesis through fine-tuning mesenchymal stem cell niche signals的论文，明确了Procr⁺内皮细胞作为骨髓核心微环境调控者的作用，深化了对造血调控机制的理解，也为靶向骨髓血管微环境研发促进骨髓移植效率的新策略提供了重要的依据。造血干细胞能够分化为几乎所有类型的成熟血液细胞，造血干细胞移植（骨髓移植）已广泛用于临床白血病的治疗。在成年哺乳动物生理稳态下，造血干细胞主要长期定植于骨髓中。骨髓内的血管内皮细胞、间充质干细胞及神经等共同构成骨髓造血微环境，形成复杂的信号网络，调控造血干细胞的维持、增殖和迁移。项目团队前期发表在Cell Stem Cell和Nature Communications的研究表明，骨髓血管内皮细胞中存在Apln+和Caveolin-1+特异性亚群，在移植后参与骨髓血管再生和造血重建。但骨髓中是否存在其它功能性骨髓血管内皮亚群，目前尚不清楚。此次研究发现骨髓内存在一群具有祖细胞特性的Procr+内皮细胞新亚群，该亚群在辐照移植后大量扩增，是驱动移植后骨髓血管再生的关键。在内皮细胞中敲除Procr会严重损害骨髓血管的完整性及其正常功能，同时干扰间充质干细胞向成脂和成骨的谱系分化，最终导致造血功能受损，具体表现为造血干细胞自我更新能力下降及髓系偏好性分化。机制研究表明，Procr不仅是干细胞标志物，还在细胞通讯中作为功能性信号受体发挥双重作用：Procr通过结合HSPA8，促进Foxc2核转运，增强骨髓内皮细胞中Dll4表达，从而维持间充质干细胞与内皮细胞相互作用所需的Dll4-Notch3信号轴。中国医学科学院血液学研究所程辉研究员、程涛院长，Toshio Suda研究员，以及广州健康院陈奇研究员是这项工作的共同通讯作者。这项工作得到广州健康院自主部署项目的支持。论文链接论文模式图

2026-05-16

华南植物园揭示亚热带常见造林树种养分获取策略的协同-权衡机制

亚热带人工林建设中，氮肥施用普遍，但不同造林树种对氮添加的响应差异显著，其根系形态、根际微生物群落与羧酸盐分泌等养分获取策略的协同-权衡机制尚不明确，制约了树种特异性养分管理策略的制定及人工林碳汇功能的提升。中国科学院华南植物园全球变化生态学研究团队以马尾松（Pinus massoniana）、木荷（Schima superba）和海南红豆（Ormosia pinnata）三种亚热带常见造林树种为对象，开展了为期2年的氮添加盆栽控制实验，系统探究氮肥施用下根系形态、根际微生物、酶活性及羧酸盐分泌的响应及其与氮磷吸收的关系。结果表明：氮添加显著促进了马尾松和木荷的地上、地下生物量积累及氮磷吸收，但对海南红豆无显著影响。冗余分析进一步揭示，马尾松的氮磷吸收与根际羧酸盐分泌量正相关（羧酸盐介导的“挖掘”策略）；木荷与微生物生物量正相关（微生物介导的“协作”策略）；海南红豆则主要依赖豆科共生固氮，与根际功能性状的关联较弱。该研究揭示了三种树种在氮添加条件下截然不同的根际养分获取策略，表明人工林树种可通过功能互补（如羧酸盐分泌树种活化磷素、固氮树种供给氮素、菌根树种拓展吸收范围）缓解单一养分限制。这一发现扩展了根系空间经济型谱理论，将根系形态、微生物协作与根系分泌物纳入多维框架，深化了对植物养分获取种间分化机制的认知，为亚热带人工林树种配置优化与养分管理提供了科学依据。相关成果以“Species‑specific nutrient acquisition strategies in subtropical afforestation tree species under nitrogen fertilization”为题发表于国际期刊Plant and Soil（《植物和土壤》）上。中国科学院华南植物园博士研究生邱思慧为第一作者，闫俊华研究员与江军副研究员为共同通讯作者，澳大利亚CSIRO王应平研究员参与研究。该研究获国家自然科学基金重点项目、广东省基础与应用基础研究基金面上项目及广州市科技计划项目支持。论文链接：https://doi.org/10.1007/s11104-026-08498-4图1. 马尾松、木荷、海南红豆氮磷吸收与土壤性质及根系形态的关系图2.马尾松、木荷、海南红豆根际养分获取策略概念图

2026-05-15

广州能源所在锂离子电池健康状态在线评估方面取得进展

精准评估锂离子电池的健康状态并及时掌握其容量衰退趋势，是保障锂电储能系统安全、高效运行的关键。然而传统方法在识别容量衰退拐点（如“膝点”）时，往往高度依赖完整的容量退化曲线。此外，在实际运行工况中，在线估计的容量退化曲线极易受到噪声和波动的干扰，导致对特征突变点的实时准确捕捉面临巨大挑战。精准评估锂离子电池的健康状态并及时掌握其容量衰退趋势，是保障锂电储能系统安全、高效运行的关键。然而传统方法在识别容量衰退拐点（如“膝点”）时，往往高度依赖完整的容量退化曲线。此外，在实际运行工况中，在线估计的容量退化曲线极易受到噪声和波动的干扰，导致对特征突变点的实时准确捕捉面临巨大挑战。近期，中国科学院广州能源研究所储能技术研究团队针对上述难题取得新进展，提出了一种新颖的锂离子电池容量衰退特征突变点在线识别框架，在NCA（镍钴铝三元锂电池）、NCM（镍钴锰三元锂电池）及LFP（磷酸铁锂电池）三种类型电池上进行了验证。该研究首先聚焦于充电阶段的容量增量曲线，截取了恒流充电结束前的短时数据作为健康因子，实现了对电池当前可用容量的快速、准确估算。在此基础上，研究团队融合了动态窗口调整、加权滑动窗口以及多阶段验证与去重机制，开发出改进的累积和（CUSUM）算法，用于精准定位容量衰减曲线中的全局特征突变点。研究结果表明，该改进算法展现出了卓越的精确性与实时响应能力，对突变点识别的平均误差仅为 16.42 个循环，平均响应延迟低至 4.20 个循环。此外，该策略表现出极强的工况适应性，不仅能够有效识别常规的非线性老化衰退模式，还能敏锐捕捉早期的异常容量跳水现象。上述成果有效打破了传统算法对完整循环数据的依赖，其所实现的高效在线识别，将为电池的本体设计优化、动态运行策略制定以及退役电池的梯次利用等多种应用场景，提供重要的评估指标与科学的决策依据。相关研究成果以 Online identification of characteristic change points in capacity degradation trajectories of lithium-ion batteries 为题发表于国际能源领域学术期刊 Applied Energy。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2026.127581图1锂离子电池特征变化点在线识别策略框架图2 改进CUSUM算法框架

2026-05-15

中国科学院广州能源所车网互动V2G示范项目获广州市首批试点扶持

近日，中国科学院广州能源研究所联合广州公交集团下属捷电通综合能源公司建设的“车网互动V2G充放电设备及场站建设项目”入选广州市首批车网互动试点扶持项目，并获得广州市促进工业和信息化产业高质量发展专项资金支持。近日，中国科学院广州能源研究所联合广州公交集团下属捷电通综合能源公司建设的“车网互动V2G充放电设备及场站建设项目”入选广州市首批车网互动试点扶持项目，并获得广州市促进工业和信息化产业高质量发展专项资金支持。该项目面向新能源汽车与新型电力系统协同互动需求，聚焦车网互动灵活性资源关键技术研发与示范验证，旨在为广州市推动车网互动规模化应用提供技术支撑和示范基础。示范项目面向园区典型用能场景，依托广州能源研究所园区V2G示范场站，搭建集双向充放电、运行监测、数据采集与资源聚合管控于一体的综合验证平台。针对V2G灵活资源高效利用需求，项目提出“出行规律识别—V2G潜力评估—充放电管控优化”全链条智能决策方法，自主研发V2G资源聚合智能管控平台，并融合空中移动充电机器人等设备，探索更加灵活、高效的充放电服务模式。通过真实场景下的试验运行，项目将为车网互动技术在园区级应用中的运行特性分析、场景适配和优化调控提供数据支撑，并服务虚拟电厂、新能源就地消纳等应用场景。此次项目入选广州市首批车网互动试点扶持项目，将进一步推动广州能源所在车网互动与新型储能领域的技术积累、成果转化和产业应用，为新型电力系统建设及“双碳”目标实现贡献科技力量。广州能源研究所园区V2G示范场站

2026-05-15

Nature Geoscience：研究揭示极区冰下天然气水合物系统甲烷释放新机制

近日，中国科学院深海科学与工程研究所王吉亮副研究员联合英国曼彻斯特大学、贝尔法斯特女王大学及丹麦和格陵兰地质调查局等国际团队，在‍‍‍‍‍Nature Geoscience上发表最新研究成果，揭示了甲烷水合物与气候变化之间的一种全新反馈机制。研究首次证实，在冰川消退期，融水驱动的地下水冲刷可导致海洋沉积物中的甲烷水合物发生快速“溶解”（扩散主导）。这一发现意味着，极地地区由气候变暖引发的温室气体释放，可能比此前科学界预期的来得更快、更剧烈。近日，中国科学院深海科学与工程研究所王吉亮副研究员联合英国曼彻斯特大学、贝尔法斯特女王大学及丹麦和格陵兰地质调查局等国际团队，在Nature Geoscience上发表最新研究成果，揭示了甲烷水合物与气候变化之间的一种全新反馈机制。研究首次证实，在冰川消退期，融水驱动的地下水冲刷可导致海洋沉积物中的甲烷水合物发生快速“溶解”（扩散主导）。这一发现意味着，极地地区由气候变暖引发的温室气体释放，可能比此前科学界预期的来得更快、更剧烈。全球大陆边缘和多年冻土区储藏了约1800吉吨（Gt）的甲烷，构成全球碳循环中最大的甲烷储库之一。传统观点普遍认为，随着全球变暖或海平面下降，温度和压力变化会导致水合物发生热力学分解，进而释放大量甲烷。然而，由于热传导速率极低以及潜热效应，基于热力学模型的估算表明，升温引发的分解和释放过程可能需要上千年之久。因此，天然气水合物失稳被视为一种在百年尺度上影响不大的缓慢气候反馈过程。研究团队依托国际大洋钻探计划（IODP）400航次的岩心测试数据，结合三维反射地震资料，对格陵兰西北部陆架的天然气水合物系统开展了系统分析。地震剖面上清晰识别出似海底反射层（BSR）及其下伏的游离气，表明该区域具备充足的甲烷来源。然而，在理论上应当富含甲烷的水合物稳定带内，IODP钻孔却探测到大范围“低甲烷、低盐度”异常区。同时，冰川接地带向海一侧广泛发育的海底麻坑，也印证了该区域曾发生过大规模的流体逃逸。综合上述证据，研究团队提出了一种新的水合物失稳机制模型：在末次冰期旋回中，冰川消融形成的巨大冰下水力梯度驱动了局部地下水的流动。由冰川融水转化的大量淡水向下渗透，冲刷冰下沉积物。低盐度且甲烷未饱和的淡水直接进入水合物稳定带，如同“温水化糖”一般，绕过温度和压力的限制，引发水合物的快速“溶解”，进而将大量甲烷释放入海。冰川融水冲刷释放甲烷水合物模式图这一重大突破证实，水合物稳定带并不能完全“锁住”甲烷。相比于需要数千年尺度的水合物分解机制，融水冲刷机制的响应极其迅速——只要温度超过冰点即可启动。这意味着，储藏着巨量碳的极区水合物系统，对气候变暖的敏感程度远超现有模型的预测。随着当前格陵兰岛和南极洲冰盖消退速度的不断加快，冰下融水冲刷引发的水合物溶解，有望成为未来极地碳循环反馈中一条至关重要但迄今尚未被纳入评估的新路径。在预测未来极地气候反馈时，除传统的温压条件外，必须将高纬度地区的水文过程、盆地几何形态及冰盖动力学等要素一并考虑。这对于理解过去、现在及未来气候背景下温室气体的动态演化，具有重大的科学意义。该研究获得国家留学基金委资助（No.202304910164）。论文引用信息：Wang, J., Newton, A. M. W., Huuse, M., Cox, D. R., Perez, L. F., Knutz, P. C.. Gas hydrate dissolution triggered by subglacial groundwater flushing during deglaciation. Nature Geoscience （2026）. https://www.nature.com/articles/s41561-026-01978-3

2026-05-14

广州能源所在发展中国家电动汽车充电基础设施优化研究方面取得新进展

近期，中国科学院广州能源研究所能源战略与碳资产研究中心蔡国田研究员团队在发展中国家城市电动汽车充电基础设施优化规划方面取得新进展。近期，中国科学院广州能源研究所能源战略与碳资产研究中心蔡国田研究员团队在发展中国家城市电动汽车充电基础设施优化规划方面取得新进展。当前，发展中国家电动汽车充电基础设施部署仍不完善，制约了清洁交通发展及城市减排进程。例如，埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴正面临汽车保有量增长、交通拥堵和空气质量恶化等问题，科学规划充电基础设施成为推动电动汽车普及的重要环节。该研究以亚的斯亚贝巴为例，构建了一种面向发展中国家城市的电动汽车充电基础设施集成优化框架，结合Bass扩散模型和自适应遗传算法（AGA），对22 kW、50 kW和150 kW多功率充电站的空间与时间布局进行优化。其中，Bass 扩散模型用于预测电动汽车采用趋势及市场潜力（图1）。图1 Bass模型预测的2030年电动汽车普及率及模型拟合诊断结果研究表明，采用“居民区密集部署22 kW充电站、商业区设置50 kW充电设施、主要交通走廊沿线建设150 kW快充枢纽”的混合配置方案，可使约95%的用户距离充电站保持在4至7公里范围内（图2），并使接入距离、排队延迟和能源成本最高降低35%。结果表明，合理的站点选址和容量配置比单纯增加充电站数量更有助于提升网络运行效率。图2 各模式充电站的空间距离分布：从左至右(a)模式1、(b)模式2、(c)模式3该研究为资源受限城市提供了一种可复制、数据驱动的电动汽车充电基础设施规划工具，可为发展中国家城市开展公平、经济高效且兼顾电网约束的充电网络建设提供参考。研究成果面向非洲快速城市化地区的现实需求，展示了我国科研团队在低碳交通基础设施规划、可再生能源利用和城市能源系统优化方面的技术支撑能力，对拓展与非洲国家在绿色交通、城市能源规划和可持续发展领域的国际合作具有积极意义。研究获得了中国国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金、中国工程院项目以及广东省发展和改革委员会能源局的资助。相关研究成果以论文Optimal siting of electric vehicle charging stations in a developing city using adaptive genetic algorithm: Addis Ababa case study为题发表于Sustainable Energy Technologies and Assessments期刊。博士研究生Gada Gashe Hora为第一作者，蔡国田研究员为通讯作者。原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213138826000445

2026-05-14

南海海洋所研究团队基于涡旋锋面观测揭示海洋内部亚中尺度对称不稳定形成机制

近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境实验室（LTO）经志友团队，在海洋内部亚中尺度对称不稳定的形成过程与动力机制研究方面取得新进展。相关研究成果发表在国际期刊Journal of Geophysical Research: Oceans上，LTO博士研究生王祎凡为第一作者，研究员经志友为通讯作者，合作者包括南京信息工程大学教授董济海、中国海洋大学教授陈朝晖和教授杨海源。海洋涡旋锋面亚中尺度过程（水平尺度100米~10公里、时间尺度数小时~数天）能够驱动高达百米每天的强烈垂向运动，是海洋内部及海洋与大气之间物质热量垂向交换的重要通道。“亚中尺度对称不稳定”是涡旋锋面海域的一类重要物理过程，它能从背景地转流汲取能量，引发沿等密度面的垂向翻转运动并增强垂向物质热量交换。传统观点认为，对称不稳定的发生需要存在反气旋位涡，而海洋内部无法直接大量产生反气旋位涡。关于真实海洋内部是否存在亚中尺度对称不稳定及其产生过程与物理机制等关键科学问题，长期以来缺乏现场观测和定量科学证据。本研究基于高分辨率现场观测并结合拉格朗日粒子追踪实验和诊断分析，揭示了海洋内部亚中尺度对称不稳定的形成机制，阐明了反气旋位涡从边界层向海洋内部输送的完整动力路径。研究结果表明，即使在大气向海洋注入气旋位涡阶段，在远离边界层的海洋内部仍存在反气旋位涡，有利于对称不稳定的发展。通过位涡收支和锋生趋势诊断分析发现，锋面通风和锋生次级环流能将表层反气旋位涡以超过100米/天的垂向速度沿等密面向下输运至200米以深（混合层深度约40米），为驱动海洋内部亚中尺度对称不稳定提供了关键条件。本研究基于高分辨率观测证据揭示了大气强迫与锋生次级环流耦合驱动海洋内部亚中尺度对称不稳定形成的物理机制，从亚中尺度动力学新视角，为深入理解海洋内部及海洋-大气之间垂向物质热量交换和收支平衡等基础难题提供了新的科学证据。该研究由国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目共同资助完成。相关论文信息：Wang, Y., Jing, Z., Dong, J., Chen, Z., & Yang, H. (2026). The subsurface symmetric instability at a Kuroshio extension submesoscale front. Journal of Geophysical Research: Oceans, 131, e2025JC023433.原文链接： https://doi.org/10.1029/2025JC023433图1 （a, b）分别为现场观测的温度和侧向浮力梯度；（c）拉格朗日粒子追踪轨迹，颜色表示PV。

2026-05-13