进入21世纪，海洋学界认识到到南海中存在三层旋转方向相反的水体，表现出上层（0-750米）的气旋，中层（750-1500米）的反气旋和深层（1500-4500米）的气旋式环流特征。这一环流特征又受吕宋海峡中南海和西北太平洋的水体交换过程调控。

    本研究应用高分辨率数值模拟实验，对吕宋海峡入侵水体在南海中的运行轨迹进行了研究，首次提出了南海水体停留时间的三维变化特征，细化了南海中三层环流的形成过程。研究发现，南海水体的停留时间基本呈现北短南长，表短底长的特征。南海表层水体，尤其是沿陆坡向岸的边缘，在1~3年内既被西北太平洋入侵水体更新。在上层750米，水体停留时间由上到下快速增长至约32年。深层水体的停留时间约40年。南海水体最长停留时间出现在中层，约42~44年。

    数值模型进一步揭示了南海水体的停留时间主要受上述气旋-反气旋-气旋式三层环流的控制。吕宋海峡上层，西北太平洋水体的入侵强度约为5.9 Sv，这部分水体主要通过卡里曼丹海峡、台湾海峡、民都洛海峡离开南海，约0.5 Sv 上层水体在南海南部下沉进入中层。西北太平洋水体通过吕宋海峡深层向海盆的入侵强度约为0.9 Sv，这部分水体沿陆坡向海边缘向南海南部流动，并向上涌升进入中层。中层水体沿着南海陆坡向北做反气旋运动，最终通过吕宋海峡中层离开海盆（~1.4 Sv）。

图，吕宋海峡水体交换和南海三层环流结构示意图。

 Liu, Z. and J. Gan, 2017. Three‐dimensional pathways of water masses in the South China Sea: A modeling study. Journal of Geophysical Research: Oceans, 122, 6039–6054.