中尺度涡对北太平洋副热带西部模态水迁移、耗散的影响研究

The North Pacific Subtropical Mode Water is a direct product of winter time air-sea interaction. It's spatial distribtion and evolution can affect the decadal variability of the North Pacific, i.e., the Kuroshio Extension and the Subtropical Countercurrent. Because the mesoscale eddies play an very important role in the mode water transport and dissipation, this project will investigate the "eddy-resolving" distribution of mode waters, study the variability in mode water transportation and dissipation, and describe the physical. The decadal variability of mode waters and its effect on the Subtropical Countercurrent and the Kuoroshio Extension will be studied by observations.

北太平洋副热带西部模态水作为副热带海区的海气相互作用产物，其空间分布和变化可以影响黑潮流系、副热带逆流及太平洋年代际变化，进而影响我国气候的长期变化。 模态水的形成、迁移和耗散都与海洋涡旋活动密切相关。本项目将抓住中尺度涡对模态水迁移和耗散的影响这一核心问题，采用现场观测和数值模拟实验相结合的方式，了解北太平洋副热带西部模态水的时空分布特征，研究副热带西北太平洋模态水迁移、耗散的规律，阐明其迁移耗散的基本物理过程，特别是中尺度涡在其中扮演的角色。利用观测资料，探讨模态水的年际年代际变化对副热带逆流与黑潮流系的年际年代际变化的影响。

本项目紧紧围绕中尺度涡对北太平洋副热带西部模态水（STMW）的影响研究。特别是利用太平洋模态水通风实验（P-MoVE）在反气旋涡内投放的17个特殊设置Argo浮标，对中尺度涡对模态水的潜沉、迁移及演化的影响，做了较为全面的研究，共发表SCI论文12篇，其中主要成果被评为 “2016年度中国海洋与湖沼十大科技进展”。目前已经全面完成项目的任务，主要进展如下：.（1）中尺度涡对STMW潜沉影响研究：基于P-MoVE实验17个Argo浮标数据，我们发现模态水潜沉的“热点”发生在涡旋外围—反气旋涡东侧的南向流处。结合涡分辨率的海洋模式，发现此种海洋涡旋平流机制对潜沉率贡献可以占到总潜沉率的一半以上。.（2）涡旋过海脊对模态水的影响：通过对两个反气旋涡的追踪观测，我们发现涡旋过海脊时，涡管会发生压缩。受位涡守恒的约束，模态水层的位势涡度增大。此外，涡旋过伊豆海脊时，由于强垂直耗散影响模态水强度，使其减弱20%以上。.（3）反气旋涡中模态水的结构及其演变规律：反气旋涡中这种上温跃层上拱而温跃层下界向下弯曲的“凸透镜”结构有利于在其中心保存较厚的STMW。较轻模态水随着季节性温跃层加深快速耗散，而较重的STMW在涡旋过伊豆海脊前基本不变。过伊豆海脊时增强的耗散减弱了较重模态水。通过Hachijojima 和Bonin岛的涡旋带着STMW形成向西的输运通道。.（4）研究了模态水的多核结构及其演变规律：统计发现了STMW多核结构的普遍存在，发现表观耗氧量的极小值往往与位涡极小值相对应。STMW多核机构存在明显的季节变化，春季普遍存在，随后较快消失，这与海洋内部混合密切相关。.（5）阐述了北太平洋副热带西部模态水多核结构的气候态分布及其年代际变化特征：黑潮延伸体（KE）稳定状态存在着显著的年际变化，当KE处于稳定状态时，150°E以东模态水生成区域海洋层结变弱，冬季形成较深的混合层，并由于快速的卷挾过程，更易形成较冷的模态水。该区域模态水类型的年际年代际变化，通过背景流作用在1-3年后影响140°E以西模态水多核结构的变化。