导语

近日，河海大学海洋学院海洋动力与气候系统研究所在海洋科学领域国际权威期刊《Journal of Geophysical Research: Oceans》上发表题为“The critical role of cold eddies in the decay of the 2004 Kuroshio large meander and the persistence of the 2017 event”（《冷涡在2004年黑潮大弯曲消亡事件以及2017年大弯曲事件维持过程中的重要作用》）的最新研究成果，揭示了来自下游黑潮延伸体区域的中尺度涡对日本南部黑潮大弯曲事件维持与消亡过程中的重要作用。该成果由该院23级硕士研究生卢玉祥为第一作者，禹凯副教授为通讯作者，合作者包括该院程旭华教授。

黑潮在流经日本南部通常会表现为三种路径（图1.a）：一种是紧贴日本南岸陆坡流入太平洋的近岸非大弯曲路径（nearshore non-large meander, nNLM）, 一种是在本州岛南部跨过伊豆海脊的离岸非大弯曲路径（offshore non-large meander, oNLM）， 以及在四国海盆向南弯曲并沿伊豆海脊东侧向北，流经伊豆海脊北部深水道进入太平洋的典型大弯曲有路径（typical large meander, tLM）。大弯曲事件的发生严重影响当地的温度、降水、台风路径和渔业。特别是自2017年以来，持续发生的超长黑潮大弯曲事件被认为对整个东亚地区的天气和气候变化产生了重大影响。因此，了解黑潮大弯曲发生、维持和衰减的机制一直是物理海洋学研究的热点。

图1 (a)日本南部海域水深与地形示意图。分别以2020年4月7日、2005年11月12日和2001年5月23日的黑潮路径代表tLM事件（黑色）、nNLM事件（红色）和oNLM事件（蓝色）。 (b)黑潮大弯曲期间（2019年7月8日）由高度计资料计算获得的海表面涡度快照。框A（132°~ 136°E, 28.5°~ 31.5°N）和框B（135 ~ 140°E, 29.5 ~ 33.5°N）分别用于计算KLM的WEI指数和涡度时间序列。 (c)黑潮大弯曲指数(KMI) 时间序列。蓝色、红色和黑色的线分别代表基于高度计资料、日本气象厅（JMA）公布的以及基于HYCOM再分析资料得出的结果。红色和绿色阴影分别代表KLM和oNLM的时期。 (d)日本南部再循环流涡强度(WEI)的时间序列。 (e)东经141°E至150°E范围内黑潮延伸体位置的时间序列。

基于高度计观测资料和再分析资料，研究发现从黑潮伸展体脱落的超强冷涡在2004年黑潮大弯曲的消亡过程中起到重要作用。吐噶啦海峡小弯曲的发生与日本南部再循环流涡的加强共同导致小弯曲内的气旋涡向下游平流并逐步发展为大弯曲。基于涡度方程诊断发现平流项变化对涡度变化占主要正贡献，结合平流项尺度分解的结果表明：平流项的变化是大弯曲发生以及维持的主要因素，大弯曲消亡阶段涡涡相互作用项几乎贡献了全部的平流项，表明中尺度涡在大弯曲消亡过程中的重要作用。大弯曲形成阶段气旋涡携带的高位涡水注入伊豆海脊西侧，导致在海洋次表层海脊两侧存在正的位涡梯度，阻止了大弯曲内部气旋涡向下游平流。自黑潮延伸体脱落的一个超强的中尺度冷涡自2005年1月逐渐向下游平流并运动到伊豆海脊东侧（图2），平衡了海脊两侧位涡梯度（图3），使得被困在大弯曲区域的高位涡水顺利平流出去，是2004年大弯曲事件消亡的关键。同时，2017年以来黑潮延伸体的系统性北移，以及黑潮大弯曲的西移，增加了自黑潮延伸体分离的强冷涡与黑潮大弯曲的距离，使得海脊两侧始终存在正的位涡梯度，可能是导致2017年黑潮大弯曲事件持续至今的原因。

图 2 2004年KLM事件衰减过程中海洋表面相对涡度(阴影)和SSH（等值线）分布图。绿色虚线圈为META3.2涡旋轨迹图谱产品得出的强冷涡边界。

图 3 基于HYCOM再分析资料的2004年KLM衰亡过程中逐月经向（33°-33.8°N）平均位涡PV（阴影）和位势密度（等值线）的垂直剖面分布图。

文章引用：Lu, Y., Yu, K., & Cheng, X. (2025). The critical role of cold eddies in the decay of the 2004 kuroshio large meander and the persistence of the 2017 event.

Journal of Geophysical Research: Oceans, 130, e2024JC021825.

https://doi.org/10.1029/2024JC021825

编辑：苏金玉

审核：安杰晶 于瀚淼