近日，齊魯工業大學（山東省科學院）海洋技術科學學部聯合自然資源部第一海洋研究所等單位的科研團隊，在全球海洋上層動力過程研究中取得重要發現。相關成果以“Inconsistency between mixed layer depth and near sea surface stratification over the global ocean”為題，發表于環境科學與氣候變化領域中科院二區期刊《Environmental Research Letters》（《環境研究快報》）。
海洋混合層深度（MLD）和近海面層結（即海水密度的垂直差異）是反映上層海洋穩定性的關鍵指標。過去研究發現，在5米以下的次表層，MLD與層結強度呈負相關：層結越弱，混合層越深；層結越強，混合層越淺。然而，對于海表至5米深度范圍內的近海面層結（尤其是次皮層與5米層之間），其與MLD的關系尚不明確，且缺乏全球尺度的月度分析。本研究基于2011–2021年衛星與現場觀測的月均數據，首次系統揭示近海面層結與MLD在全球大部分海域呈正相關關系，為理解上層海洋動力過程提供了新視角。
本研究的核心創新在于發現近海面層結（定義為次皮層與5米層的密度差）與MLD之間存在顯著正相關（圖1b），即更強的層結對應更深的混合層，反之亦然。這一現象主要源于5米層密度變化幅度大于次皮層，并通過風應力與浮力通量分析得到驗證。機制分析表明，風應力攪拌和浮力損失（如熱量散發或淡水流失）會加深混合層，卷夾下層高密度水體，從而顯著提升5米層密度；而次皮層受湍流影響較小，密度變化相對平緩，導致層結差異放大。審稿人對本項研究高度認可，認為：“作者的分析令人信服地表明，近海面分層與混合層深度存在正相關關系，這是一個真實的物理現象。這為理解近海面海洋分層提供了新穎且重要的進展，對上層海洋動力學和海氣相互作用研究具有重要意義。”
圖1 2011-2021年全球海洋月平均混合層深度（MLD）與海洋上層分層關系。（a）MLD與次表層分層（5-10米層）相關系數的空間分布。（b）MLD與近海面分層（次皮層與5米層之間）相關系數的空間分布。（c,d）東太平洋和西大西洋關鍵區的標準化MLD（黑線）與近海面分層（橙線）異常時間序列。（e,f）對應區域的次皮層密度異常（黑虛線）和5米層密度異常（紅實線）時間序列。
論文第一作者為海洋學部海洋信息智能應用技術團隊劉浩博士，通訊作者為海洋學部厲運周副研究員和自然資源部第一海洋研究所魏澤勛研究員，合作單位包括自然資源部第一海洋研究所、嶗山實驗室等。本研究得到國家自然科學基金、泰山學者青年項目、齊魯工業大學（山東省科學院）科教產融合試點工程重大創新類項目等資助。
成果引用：Liu, H., Nie, X., Xu, T., Wang, D., Cui, C., Shao, Q., Li, Y., Gong, X., & Wei, Z. (2026). Inconsistency between mixed layer depth and near sea surface stratification over the global ocean. Environmental Research Letters, 21. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ae3cab.
