能量转换过程是海洋能量学所关注的前沿方向和热点问题，涡旋与平均流之间的相互作用是能量跨尺度转换的重要环节之一。观测表明，在大洋内区生成的中尺度涡，会以近似于长罗斯贝波的形式向西“迁移”。这使得大洋中的能量源源不断地以中尺度涡形式向西输运，进而对整个的环流结构和能量分配进行系统性调整。黑潮作为北赤道流的北向分支，是西北太平洋区域最强的西边界流，也是连接大洋和中国近海（包括南海和东海）物质、能量交换的重要纽带。频繁西传的大洋涡旋与稳定的黑潮强流在中国近海黑潮主流系附近（包括台湾以东和东海黑潮流域）汇合，这给我们提供了一个研究涡-流相互作用的天然实验场，黑潮通过何种机制耗散涡旋携带的大洋能量、涡旋通过什么方法调制黑潮流态、涡-流相互作用期间的能量收支如何运转，这些问题的解决，对黑潮强度、流幅、流量等要素的多时空尺度变化研究起到极大的促进作用，也会对其下游的黑潮与东海陆架的入侵方式和水交换过程变异、以及黑潮卷携大洋信号对中国沿海区域的气候变化调制等问题，带来不可忽视的影响。

根据涡旋平流动力学，大尺度环流和中尺度涡均处在地转平衡状态，本身并不具备耗散能量的渠道，而涡-流相互作用的直接结果之一，就是提供了能量串级，从而在非地转平衡的亚中尺度结构上进行耗散。在串级过程中，海洋能量不仅是简单地在大尺度和中、小尺度之间传递，而是从强迫产生的区域（即“源”，主要在海面）转移至耗散最强烈的区域（即“汇”，包括海面、海底与海岸区域）。基于此，本文利用能量谱及洛伦兹能量循环对台湾以东黑潮和东海黑潮区域的海洋能量源、汇分布及能量循环过程进行进一步的分析与解释。特别地，本文首次利用了Mann-Kendall趋势检验筛选出了典型的与黑潮相互作用的涡旋，并进一步分析了涡旋-黑潮相互作用期间的动能转换过程及涡旋变形原因。研究的具体结论如下：

黑潮区域存在着多空间尺度的海洋动力过程，该区域的能量源汇收支可以更准确地描述海洋能量循环和转换。在0.02-0.1cpkm的波数范围内，一维能量谱密度的斜率在-5/3和-3之间变化，这表明了台湾以东黑潮和东海黑潮区域存在能量逆向串级。根据稳态下的能量演化，该处必然存在能量源。利用24年OFES模式数据计算能量谱转移来确定能量源的位置。在海表面，动能源在小于0.02cpkm范围内主要处于23.2°-25.6°N与28°-29°N两个纬度带上，在0.02-0.1 cpkm范围内处于23.2°-25°N与26°-30°N内；有效势能在在小于0.02 cpkm范围内主要处于22°-28°N和28.6°-30°N内，在0.02-0.1 cpkm范围内处于22.6°-24.6°N、25.4°-28°N和29.2°-30°N内。在海面以下，能量源主要在400 m深度以上。风应力和密度差异分别是造成动能和有效势能源的主要原因。一旦形成能量源，为了保持稳态，将产生能量串级（通过计算能量谱通量，主要是逆向串级）。通过计算600 m处的能量通量，动能随深度从流入（汇）变为流出（源），源和汇的转换深度为380 m。然而，有效势能在整个深度上表现为源。

涡-流相互作用一直是研究人员感兴趣的问题，因为它是造成能量串级的原因之一。与之前大多数研究不同，本文主要关注于多个独立的椭圆形涡旋与黑潮相互作用过程中黑潮对于涡旋的影响。以涡旋-黑潮相互作用期间涡旋变形规律作为统计标准，选择与台湾以东黑潮相互作用的典型的涡旋。利用1993年至2018年的高度计数据，共选择处9个反气旋涡与15个气旋涡符合以上标准。气旋涡与黑潮接触面的反向速度造成了阻塞效应导致了气旋涡边缘涡动能（Eddy Kinetic Energy, EKE）分布明显不均匀，而反气旋涡则不会产生这种效应。此外，在涡旋-黑潮相互作用期间，EKE的时间变化分别提前于反气旋涡/气旋涡变形约0.55/0.27个相互作用周期。黑潮对不同极性的涡旋有不同的调制机制。通过计算能量收支，反气旋涡的EKE主要由于正压不稳定产生，而气旋涡的EKE则由正压和斜压不稳定共同产生。反气旋涡对黑潮的平流作用与黑潮对反气旋涡的平流作用是反相位的，这使反气旋涡逐渐缩小。对于气旋涡来说，它们是同相位的，最终导致气旋涡成为开口朝向黑潮的蜿蜒。