代秋亭 刘子洲 刘 聪 翟方国 顾艳镇 李元杰

(1. 中国海洋大学海洋与大气学院 青岛 266100; 2. 海南浙江大学研究院 三亚 572000;3. 中国人民解放军75839 部队 广州 510080)

Masuzawa (1969)发现并命名了北太平洋副热带西部模态水(subtropical mode water, STMW), 指出STMW 位于北太平洋副热带环流西北部温跃层内, 温度范围为 16—19 °C, 具有性质均一、位势涡度(potential vorticity, PV)低等特点, 主要形成于黑潮及黑潮延伸体(Kuroshio Extension, KE)南侧深混合层区。

从11 月至次年3 月, KE 流域受强东亚季风的控制, 巨大的海气温差和风应力在海洋上层引起强烈的垂向混合, 使得该海域南侧混合层快速发展。至3月初, 混合层深度(mixing layer depth, MLD)达到最深(Hanawa, 1987; Sugaet al, 1990; Bingham, 1992;Croninet al, 2013)。随后, 季节性温跃层形成并将潜沉的低位势涡度水体与大气环境相隔离(Sugaet al,1990, 1995)。潜沉后形成的STMW, 被风生副热带环流输送至台湾岛东侧黑潮流域以及副热带逆流(subtropical countercurrent, STCC)北侧(Kubokawaet al, 1999; Liuet al, 2007; Yanet al, 2013; Yuet al,2015), 改变当地次表层温盐结构。部分STMW 随黑潮再次回到生成区通过浮露进入冬季混合层, 改变生成区冬季混合层水体温度。因此, STMW 再通风也被认为是海洋对太平洋年代际涛动(Pacific decadal oscillation, PDO)(Trenberthet al, 1994; Mantuaet al,1997)的负反馈机制之一(Liuet al, 2007; Newmanet al, 2016)。此外, 部分STMW 在STCC 北侧堆栈形成低PV 池, 引起温跃层抬升, 利于东向STCC 的形成和维持(Kubokawaet al, 1999; Yamanakaet al, 2008;Kobashiet al, 2012)。又因, 具有晚冬混合层水体性质的模态水富含溶解氧、可溶性有机物、无机碳、营养盐等, STMW 分布对海洋生态系统亦有重要意义(Sukigaraet al, 2009, 2014)。

综上, STMW 能够常年保留生成区海气相互作用的信号, 影响北太平洋副热带环流以及气候变化, 同时也影响区域生态系统。因此, 其年代际变化机制一直是近几十年的研究重点。而引起STMW 体积年代际变化的机制主要有两种, 即海气相互作用和海洋动力过程。……