图1：湾流锋面驱动的海气耦合对北大西洋副热带模态水形成的控制机理。

该研究基于涡分辨率地球系统模式（海洋10km、大气25km）试验，揭示了以海洋驱动大气为主的锋面尺度海气耦合对次海盆尺度北大西洋副热带模态水形成的主导作用。研究表明，湾流锋面可以通过增大表面风速和增强海-气湿度差，导致海表潜热释放增加，其累积效应能够显著扩大海洋次表层等密度面的露头面积，从而促进副热带模态水的形成（图1）。利用多源观测数据和CMIP6多种分辨率模式数据进一步研究发现，海气耦合模式中海洋分辨率的提高，尤其是对锋面尺度海气耦合过程刻画的改善，是准确模拟北大西洋副热带模态水体积和空间分布的关键所在（图2）。

图2：（a-c）CMIP6 模式中不同空间分辨率对北大西洋副热带模态水厚度与体积模拟的影响。（d）北大西洋副热带模态水体积与锋面尺度海气耦合强度的多模式间关系。

该研究改变了“副热带模态水是大尺度海-气相互作用的产物”这一传统认知，强调了锋面尺度海-气相互作用的关键作用，为深入理解模态水的形成机理提供了全新视角，对改善当前气候模式在模态水及其气候、生态效应的模拟与预测方面具有重要的理论指导意义。National Science Review期刊特邀国际“气候变率与可预测性研究计划”（CLIVAR）气候动力委员会前主席、知名海洋与气候学家Shoshiro Minobe教授撰写亮点评论，认为上述成果对修正模态水模拟做出了重要科学贡献，并指出精准预测模态水变化事关海洋固碳、海洋热浪等气候变化前沿问题，提高模式分辨率或改进海气耦合参数化方案则是关键。