黑潮及其下的吕宋潜流作为热带太平洋西边界流，对太平洋和我国近海的水文环境变化具有重要影响。近日，中国科学院海洋研究所胡敦欣院士课题组与菲律宾大学开展合作研究，在热带太平洋西边界流方面取得重要进展，揭示了热带和副热带风场强迫对源地黑潮和吕宋潜流年际变化的重要调控作用。相关成果在线发表于国际学术期刊Progress in Oceanography（一区Top期刊）。

菲律宾以东海域自南向北流动的黑潮作为太平洋上层环流的重要组成部分，具有强大的物质和能量再分配作用，深刻影响着海洋气候和生态环境系统。在其之下的吕宋潜流是一支长期存在的次表层流，为局地次表层水体向南输运提供了重要通道。然而，由于缺乏长期连续的潜标阵列直接观测，对于源地黑潮和吕宋潜流的年际变化尚缺乏认识，其变化机制亦存在争议。近年来，胡敦欣院士团队与菲律宾大学开展国际合作，在吕宋岛以东源地黑潮区域构建了潜标观测阵列，获取了4年多的直接测流数据。研究团队基于潜标阵列观测数据，并开展敏感性数值模拟试验，研究了热带-副热带影响下的源地黑潮和吕宋潜流年际变化。

结果发现，上层黑潮和下层吕宋潜流在年际尺度上的变化具有较高的一致性，且自西向东二者流速均表现出非线性减弱的特征（图1）。分析发现，在年际时间尺度上，海平面梯度能够作为黑潮和吕宋潜流体积输运变化的替代性指数。继而，研究团队利用卫星高度计数据分别构建了黑潮和吕宋潜流流量变化时间序列（1993-2020年），并发现二者变化与黑潮东边界处海平面起伏的年际变化密切相关。基于诊断分析和模式敏感性实验结果进一步表明，尽管在过去近三十年的大部分时间里，热带西太平洋风场主导着黑潮和吕宋潜流的增强/减弱（图2）；但在2011年和2018-2020年潜标观测期间，来自于副热带西北太平洋的风场强迫可以独立于热带风场，导致黑潮和吕宋潜流的强度和水团性质产生显著的年际变化。此外，分析指出位于吕宋潜流核心深度范围内（650-800米）的水团自2019年7月以来经历了一次显著的淡化事件，这主要归因于上述异常强烈的副热带风场强迫产生的水平平流输运效应。该项研究丰富了对黑潮和吕宋潜流系统年际变异调控机理的科学认识。

图1 沿18°N断面（a）122.7°E，（b）123.0°E，和（c）123.3°E潜标站点观测的经向流速年际异常。（d）不同潜标站点50–500 m（实线）和500–1000 m（点线）平均经向流速时间序列。

图2 1993–2020年北向流速异常事件期间（a）海平面异常（阴影），表层地转流速异常（流线），20等温线深度异常（等值线），和（b）海表面风场异常的分布。（c），（d）代表南向流速异常事件期间相关物理场的空间分布。

论文第一作者为中国科学院海洋研究所博士后马杰，通讯作者为中国科学院海洋研究所胡石建研究员。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院战略先导科技专项、山东省自然科学基金、中国科学院创新交叉团队、中国博士后科学基金等联合资助。

文章信息：

Ma, J., Z. Zhang, S. Hu*, C. Villanoy, X. Guo, F. Wang, and D. Hu, 2023: Observed interannual variability of the Kuroshio and Luzon Undercurrent associated with tropical and subtropical wind forcing. Progress in Oceanography, 219:103146. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2023.103146.