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    中国海洋大学对西北太平洋模态水潜沉和输运研究取得重要研究进展
    文章来源:国家自然科学基金委员会       更新时间:2016年05月06日

    近日,国际期刊Nature Communications在线发表了题为Observing mesoscale eddy effects on mode water subduction and transport in the North Pacific(海洋涡旋影响下北太平洋副热带西部模态水潜沉与输运的观测研究)的文章。该论文由中国海洋大学许丽晓、李培良、谢尚平、刘秦玉等共同完成。文章链接: http://www.nature.com/ncomms/2016/160201/ncomms10505/full/ncomms10505.html。该研究先后得到了国家自然科学基金(41476002,41490643,41506010)和国家重大科学研究计划的资助。

      北太平洋黑潮延伸体及其邻近海域存在大量的海洋涡旋。该海域的上混合层水在冬季可以通过“潜沉”过程进入到海洋温跃层中,形成副热带模态水,从而将气候变化信号存储在海洋中,对北太平洋海洋环流及气候变化起到重要的调节作用。由于缺乏时空高分辨率、准同步的海洋次表层观测,以前的研究无法阐释海洋涡旋在北太平洋副热带西部模态水的潜沉过程中所起的作用。在基金项目的支持下,该研究团队通过对高、低分辨率海洋模式结果与 Argo观测资料的对比研究,指出涡旋导致的潜沉发生在冬季黑潮延伸体海域深混合层池区南侧几百公里范围内,并提出了跨混合层深度锋面的涡旋平流可能是导致副热带西部模态水潜沉的新猜想。

      为进一步证实该猜想,2014年3月,在李培良教授为航次首席的中国海洋大学东方红2号海上考察中,现场确定了17个带溶解氧探头的PROVOR型铱星剖面Argo浮标同时在一个海洋涡旋中布放的方案。通过对这些浮标的针对性设定,成功地对涡旋影响下混合层低位涡水的潜沉过程和模态水形成、输运过程进行了长达半年的准拉格朗日高分辨率连续追踪观测,共获得3000多个珍贵的剖面数据。这些数据是国际上首次通过特殊设定Argo浮标对涡旋进行跟踪观测而获得的。此外,在设计观测方案时,创新性地采用相对低成本的Argo 浮标对涡旋进行长期追踪观测,应用价值较好,为未来针对涡旋的海上观测提供了新思路。

      依据以上观测资料,该论文证实了跨混合层深度锋面的涡旋外围的位势涡度分布确实具有不对称性(图1),混合层中低位涡水潜沉发生在反气旋涡东侧的南向流处。定量估计显示,黑潮延伸体附近的海洋涡旋对混合层低位涡水潜沉率贡献可占到总潜沉率的一半以上。该研究成果将为今后改进海洋模式和全球气候模式提供重要的参考依据。

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