吕宋海峡黑潮与中尺度涡相互作用对局地海洋环境的影响及机理研究

Luzon Strait is an important gap, the Kuroshio is the strongest western boundary current, and the Kuroshio and mesoscale eddies have a significant interaction in the Northwestern Pacific. Luzon Strait is affected by multiple forced fields and its local marine environment is very complex. So to study the effect of the interaction between the Kuroshio and mesoscale eddies on the local marine environment has important scientific significance. Lately based on the satellite remote sensing data, applicants for this project found and put forward the phenomenon of the Kuroshio bifurcation, however, it is unclear for the effect of the interaction between the Kuroshio bifurcation and mesoscale eddies on the local circulation in downstream of the Kuroshio and the invasion of the South China Sea by the Kuroshio, and for its mechanism. Applicants for this project also proposed that the formation and maintenance of the Lanyu cold eddy occurred in northeast of Luzon Strait need the combined action between the Kuroshio of “Loop” current regime and mesoscale eddies in Northwestern Pacific, however, their specific dynamic mechanism and marine ecological effects are not clear. This project will base on a variety of observation and reanalysis data, and utilize a combination of data analysis and numerical model simulation, to discuss and solve the above problems. The completion of the project, will provide a new perspective for people to understand the Kuroshio variation in the Luzon Strait, and help people to deepen the understanding of the interaction between the Kuroshio and mesoscale eddies in the Luzon Strait.

吕宋海峡是西北太平洋重要的豁口，黑潮是西北太平洋最强的西边界流，黑潮与中尺度涡在吕宋海峡会发生显著地相互作用。吕宋海峡受多种强迫场影响，局地海洋环境异常复杂。研究吕宋海峡黑潮与中尺度涡相互作用对局地海洋环境的影响，具有重要的科学意义。最近基于卫星遥感数据，本项目申请者发现并提出了吕宋海峡黑潮分叉现象，但黑潮分叉与中尺度涡相互作用，对黑潮下游局地环流和黑潮入侵南海的影响及机理，仍不清楚。本项目申请者又提出吕宋海峡东北处兰屿冷涡的形成和维持，需要“Loop”流态的黑潮和西北太平洋中尺度涡共同作用，但其具体的动力机制和海洋生态效应仍不清楚。本项目拟基于多种观测和再分析数据，利用资料分析和数值模式模拟相结合的方式，探讨和解决上述问题。本项目的完成，能为人们理解吕宋海峡黑潮变化提供新视角，有助于加深对吕宋海峡黑潮与中尺度涡相互作用的理解。

吕宋海峡是西北太平洋与南海进行物质能量交换的重要通道，受黑潮、中尺度涡、地形等的影响，吕宋海峡海洋动力过程异常复杂，研究吕宋海峡黑潮、中尺度涡、地形相互作用对局地海洋环境的影响及其动力机制具有重要的科学意义。本项目较系统地研究了吕宋海峡黑潮分叉现象与中尺度涡相互作用，对黑潮下游水体输送、位势涡度分布等局地环流和局地海温的影响及其动力机制，和对黑潮入侵南海的影响及动力机制，以及研究了吕宋海峡反向涡对现象和吕宋海峡巴丹群岛后的冷水现象。研究结果主要有：（1）黑潮分叉现象与中尺度涡相互作用，会引起黑潮分叉东分支的增强或减弱，增强的黑潮东分支会增强黑潮下游的水体输送和位势涡度；（2）黑潮东分支受中尺度涡影响，呈现四种主要流态，其能显著改变局地海温分布；（3）首次发现并提出了吕宋海峡反向涡对现象，该现象揭示了西北太平洋中尺度涡不需要进入南海，就能引起西北太平洋与南海发生能量交换，该现象主要是由吕宋海峡水平速度剪切导致的正压不稳定引起的；（4）首次系统研究了吕宋海峡巴丹群岛后冷水现象，给出了其季节和年际变化特征，并指出地转热平流作用是其主要形成机制；（5）研究发现吕宋海峡不同路径的太平洋深层溢流对南海北部海洋环流有显著影响。本项目较系统地研究了吕宋海峡黑潮分叉现象的时空变化特征及其与中尺度涡、地形相互作用，对局地海洋环流和海温等海洋环境的影响，是对现有研究的有益补充，有利于完善西边界流理论和跨海盆物质能量交换理论。