近日，物理海洋教育部重点实验室在Journal of Physical Oceanography发表题为“Submesoscale Effects on Formation of the North Pacific Subtropical Mode Water” （《亚中尺度过程对北太平洋副热带模态水形成的影响》）的最新研究成果，揭示了亚中尺度过程对北太平洋副热带模态水形成具有显著抑制作用，并指出其在模态水模拟中的关键影响。成果由实验室许丽晓教授担任第一作者兼通讯作者，联合国内外研究人员共同合作完成。

　　北太平洋副热带模态水（NPSTMW）是位于太平洋西北副热带季节性和永久性温跃带之间的垂直均匀水团，在海洋热量和碳储存过程中发挥着重要作用，对了解气候变化具有重要科学意义。本研究利用Argo观测数据，并结合不同水平分辨率的模式结果，系统评估了亚中尺度过程对NPSTMW形成的影响。结果表明，分辨率较低（1/10°）的模式由于无法分辨亚中尺度过程，导致对NPSTMW的模拟显著偏强（图 1a），而包含了部分亚中尺度过程的较高分辨率模式（1/30°），模拟的模态水位势涡度更加接近观测（图 1b和c），显示出更高的模拟可信度。

　　研究进一步分析了亚中尺度过程直接和间接影响模态水形成的物理过程。直接影响：冬季亚中尺度再层化过程可导致混合层变浅、模态水的露头面积减少及通风时间缩短，从而抑制模态水的生成（图2）。间接影响：在黑潮-亲潮延伸体锋面区域，锋生斜压不稳定过程使得混合层深度迅速减小，将西北太平洋冬季的深混合层分割为南北两个部分。在该混合层空间分布形态下，背景流（由深到浅）横跨的混合层深度锋面减弱，不利于混合层低位涡水体的潜沉与模态水形成。

　　本研究揭示了亚中尺度不稳定过程在抑制NPSTMW形成中的关键作用，论证了在黑潮延伸体区域开展亚中尺度模拟和优化亚中尺度参数化方案的必要性。研究工作得到山东省泰山学者基金，国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项等的共同资助。

图1：基于低、高分辨率模式数据和观测资料对位势涡度的计算

图2：NPSTMW通风时间在（a）1/30°和（b）1/10°OFES模拟下的比较（填色，〖10〗^(-10) m^(-1) s^(-1)）。灰色实线为混合层深度，白色虚线和实线为位势涡度〖2.0 × 10〗^(-10) m^(-1) s^(-1)等值线。（c）NPSTMW的包络线（绿色虚线与a中白色虚线相同，红色实线与b中白色实线相同）

文章引用：

XU L. -X., J. Liu, Y. Ding, H. Sasaki, H. -J. Cao, J. -H. Dong, and L. Xing, 2025: Submesoscale Effects on Formation of the North Pacific Subtropical Mode Water. Journal of Physical Oceanography, 55, 559-572, https://doi.org/10.1175/JPO-D-24-0125.1.