北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流和熱鹽輸送研究綜述

劉洪偉， 張啟龍， 段永亮， 徐永生（1. 中國(guó)科學(xué)院海洋研究所， 山東 青島 266071； 2. 國(guó)家海洋局第二海洋研究所 衛(wèi)星海洋環(huán)境動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 浙江 杭州310012； 3. 中國(guó)科學(xué)院 海洋環(huán)流與波動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 山東 青島 266071； 4. 青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 海洋動(dòng)力過程與氣候功能實(shí)驗(yàn)室， 山東 青島 266237； . 國(guó)家海洋局第一海洋研究所 海洋與氣候研究中心， 山東 青島 266061）

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北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流和熱鹽輸送研究綜述

劉洪偉1， 2， 3， 4， 張啟龍1， 2， 3， 段永亮5， 徐永生1， 2， 3
（1. 中國(guó)科學(xué)院海洋研究所， 山東 青島 266071； 2. 國(guó)家海洋局第二海洋研究所 衛(wèi)星海洋環(huán)境動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 浙江 杭州310012； 3. 中國(guó)科學(xué)院 海洋環(huán)流與波動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 山東 青島 266071； 4. 青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 海洋動(dòng)力過程與氣候功能實(shí)驗(yàn)室， 山東 青島 266237； 5. 國(guó)家海洋局第一海洋研究所 海洋與氣候研究中心， 山東 青島 266061）

北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流是北太平洋所有經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流圈的總稱， 目前它擁有五個(gè)環(huán)流圈， 即副熱帶環(huán)流圈（the subtropical cell， STC）、熱帶環(huán)流圈（the tropical cell， TC）、副極地環(huán)流圈（the subpolar cell，SPC）、深層熱帶環(huán)流圈（the deep tropical cell， DTC）和溫躍層環(huán)流圈（the thermohaline cell， THC）。這些環(huán)流圈是北太平洋經(jīng)向物質(zhì)和能量交換的重要通道， 它們的變化對(duì)海洋上層熱鹽結(jié)構(gòu)和氣候變化皆有重要影響。迄今， 人們已對(duì)STC、TC和DTC的結(jié)構(gòu)形態(tài)、變化特征與機(jī)理開展了廣泛而深入的研究， 并對(duì)STC的極向熱輸送特征也做了一些初步分析。但應(yīng)指出的是， 關(guān)于SPC和THC的研究仍較少， 迄今尚不清楚這兩個(gè)環(huán)流圈的三維結(jié)構(gòu)和變異機(jī)理； 而且， 對(duì)北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流的熱鹽輸送研究尚處于起步階段，目前對(duì)各環(huán)流圈的熱鹽輸送特征、變化規(guī)律和變異機(jī)理仍知之甚少， 這些科學(xué)問題亟待深入研究。

北太平洋； 經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流； 熱鹽輸送

［Foundation： National Natural Science Foundation of China， No.41406012；Open Fund of State Key Laboratory of Satellite Ocean Environment Dynamics（Second Institute of Oceanography）， No.SOED1613； Open Fund of Key Laboratory of Global Change and Marine-Atmospheric Chemistry，SOA， No.GCMAC1501； NSFC-Shandong Joint Fund for Marine Science Research Centers， No.U1406401］

北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流（NPMOC）是北太平洋所有經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流圈的總稱， 目前它擁有五個(gè)環(huán)流圈：副熱帶環(huán)流圈（the subtropical cell， STC）［1-2］， 熱帶環(huán)流圈（the tropical cell， TC）， 副極地環(huán)流圈（the subpolar cell， SPC）［3］、深層熱帶環(huán)流圈（the deep tropical cell， DTC）［4］和溫躍層環(huán)流圈（the thermohaline cell，THC）［5］。STC是連接海洋表層副熱帶下沉和赤道上升的經(jīng)圈環(huán)流， 表層的向極流將赤道和熱帶的暖水輸送到副熱帶， 而溫躍層中的向赤道流則將副熱帶的冷水向赤道輸送。因此， STC被認(rèn)為是北太平洋熱帶和副熱帶上層海洋熱鹽交換的橋梁［1， 6-7］， 它的變化可以影響到北太平洋熱帶和副熱帶之間的熱鹽結(jié)構(gòu)， 從而對(duì)熱帶北太平洋海表溫度和ENSO（El Ni?o-Southern Oscillation）的年代際變化產(chǎn)生重要影響［8-13］，繼而影響到全球的氣候變化［1， 6-7， 14］。不僅如此， STC還是北太平洋赤道潛流水源的重要貢獻(xiàn)者［3］。TC是一個(gè)在赤道上升、熱帶下沉的經(jīng)向環(huán)流圈， 它將表層暖水向下輸送， 并為赤道潛流提供部分水源［3］。由于DTC位于北太平洋的TC和STC之間， 并對(duì)STC的向南輸送有阻擋作用， 因而DTC的存在和變化直接影響到北太平洋副熱帶冷水到達(dá)赤道的多寡［4］。SPC和THC在北太平洋高緯海域的熱量交換中均有重要作用［5］，它們的變化對(duì)北太平洋副熱帶和副極地之間的熱鹽結(jié)構(gòu)和氣候變化皆有重要影響。由于這些環(huán)流圈是北太平洋經(jīng)向物質(zhì)和能量交換的重要通道， 因此，自20世紀(jì)90年代以來， 人們已就其結(jié)構(gòu)形態(tài)、變化特征與機(jī)理及其對(duì)ENSO的影響進(jìn)行了較多研究，并對(duì)STC的熱輸送特征和變異機(jī)制進(jìn)行了初步分析，取得了一些重要成果。本文對(duì)北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流和經(jīng)向熱鹽輸送方面的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述， 并提出了需要進(jìn)一步研究的科學(xué)問題， 以期為深入開展北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流的熱鹽輸送研究提供有利的參考依據(jù)。

1 北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流

本節(jié)分別綜述北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流的結(jié)構(gòu)特征、變化規(guī)律和變異機(jī)理方面的研究進(jìn)展。

1.1 北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流的結(jié)構(gòu)特征和變化規(guī)律

Bryan［5］在對(duì)比分析海洋環(huán)流模式的模擬能力時(shí)發(fā)現(xiàn)， 在北太平洋有三個(gè)經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流圈， 即THC、SPC和STC， 并給出了它們所在的位置。其中， THC位于25°～65°N， 它的垂向范圍最深可達(dá)3 000 m以深， 而SPC和STC均較淺， 僅限于500 m以淺水層，分別位于25°～55°N和0°～25°N。后來， Lu等［3］利用三層半海洋模式研究STC對(duì)赤道潛流的貢獻(xiàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，在北太平洋（0°～55°N）共有3個(gè)環(huán)流圈， 即TC、STC 和SPC， 而在南太平洋（0°～35°S）僅有TC和STC。其中， 北太平洋的TC和STC分別位于0°～5°N和0°～30°N之間， 而SPC則位于30°～55°N。這些環(huán)流圈也都較淺， 皆位于500 m以淺水層。周天軍等［15］基于GOALS模式的模擬結(jié)果得出， 在南、北太平洋各存在著一個(gè)STC， 其中北太平洋的STC在15°～25°N下沉， 而在5°～10°N上升。顯然， 周天軍等［15］的模擬結(jié)果與Lu等［3］和Bryan［5］的結(jié)果有很大差異。這表明， 使用不同的模式得到的結(jié)果有較大差異。

由于以往的研究結(jié)果皆是通過數(shù)值模擬手段得到的， 因此需要用觀測(cè)資料來加以證實(shí)。于是， Liu等［4］運(yùn)用SODA資料較為系統(tǒng)地研究了北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流的三維結(jié)構(gòu)。他們的結(jié)果表明， 在北太平洋（0°～60°N）除了TC、STC和SPC外， 還有一個(gè)DTC。其中， TC位于0～5°N之間， 并在175°E～100°W之間發(fā)生翻轉(zhuǎn)； STC位于7°～25°N之間， 其翻轉(zhuǎn)區(qū)域較TC西移了約20， 大致在155°E～120°W之間； SPC位于35～50N之間， 是一個(gè)較弱的環(huán)流圈；而DTC位于100～1 200 m水層， 并在3N附近下沉、在10N附近上升， 其翻轉(zhuǎn)區(qū)域大致在160E100W之間。

隨著調(diào)查資料的增多和高分辨率同化數(shù)據(jù)的不斷涌現(xiàn)， 針對(duì)北太平洋某些環(huán)流圈變化特征的研究也在逐步深入。Liu等［4］通過SODA資料的分析發(fā)現(xiàn)，北太平洋STC的中心位置存在著明顯的季節(jié)變動(dòng)，并與DTC的強(qiáng)弱變化有著密切的聯(lián)系。其中， 在冬、春季節(jié)， DTC較弱且下沉， 其上邊緣下移至150 m附近， 因而使得STC向南擴(kuò)展， 并靠近TC， 從而在0～18N之間形成了一個(gè)大尺度的環(huán)流圈， 這有利于北太平洋副熱帶冷水直接到達(dá)赤道； 而在夏、秋季節(jié)， DTC增強(qiáng)且上升， 其上邊緣可上移至海面， 因而迫使STC北縮， 范圍變小， 并遠(yuǎn)離TC， 在此情況下，北太平洋副熱帶冷水難以抵達(dá)赤道。很顯然， DTC的存在和變化將直接影響到北太平洋副熱帶冷水到達(dá)赤道的多寡， 這對(duì)Lu等［16］提出的有關(guān)“位渦障礙”導(dǎo)致北太平洋副熱帶冷水不能直接到達(dá)赤道的觀點(diǎn)提出了質(zhì)疑。

由于STC的向赤道輸送減少對(duì)赤道太平洋海表溫度（SST）的升高有直接的影響， 因此STC的年際和年代際變化也已引起了人們的重視， 并對(duì)其開展了較多研究。在以往的研究中， 通常將經(jīng)過9N（或10N）斷面的南向體積輸送作為北半球STC的強(qiáng)度指標(biāo)， 而將經(jīng)過9S（或10S）斷面的北向體積輸送作為南半球STC的強(qiáng)度指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)， STC的強(qiáng)度皆存在著顯著的年際和年代際變化。其中， STC的年際變化與ENSO循環(huán)相聯(lián)系， 即在El Ni?o期間它減弱，而在La Ni?a期間則增強(qiáng)［17-19］； STC的年代際變化特征主要表現(xiàn)為： 20世紀(jì)70～90年代它處于減弱時(shí)期，而在1990年之后則開始增強(qiáng)［11， 18-21］。Lohmann等［22］分析了TC和STC的年代際變化與Ni?o4區(qū)SST之間的關(guān)系， 也得到了TC和STC的異常減弱與赤道西太平洋SST異常上升相聯(lián)系的事實(shí)。而且， 經(jīng)過5S 和5N這兩個(gè)斷面的向赤道體積輸送也存在著與ENSO相聯(lián)系的年際變化［13， 23］。但是， Capotondi等［18］卻認(rèn)為， STCs的向赤道輸送變化并不能直接對(duì)ENSO產(chǎn)生影響。這與以前有關(guān)STCs的向赤道輸送變異對(duì)ENSO有影響的觀點(diǎn)明顯不同［8-9］。

最近， Liu等［24］利用SODA資料較為系統(tǒng)地研究了北太平洋TC和STC的年際變化。但與以往研究不同的是， 他們將經(jīng)過3N斷面（TC的中心所在緯度）的北、南向輸送分別作為TC的上、下支強(qiáng)度指標(biāo)， 而將經(jīng)過STC中心位置（存在著經(jīng)向移動(dòng)）所在斷面的北、南向輸送分別作為其上、下支強(qiáng)度指標(biāo)［24］。他們認(rèn)為， TC的上、下支強(qiáng)度具有同位相年際振蕩， 但其下支落后于上支約5個(gè)月； 而STC上、下支強(qiáng)度的年際變化則是反向的， 其下支落后于上支約1個(gè)月。并且， TC和STC的下支強(qiáng)度均在El Ni?o期間減弱，而在La Ni?a期間增強(qiáng)， 但它們的年際變化均落后于ENSO（用Ni?o3區(qū)SSTA作為ENSO指數(shù)）約4個(gè)月。這與Capotondi等［18］的結(jié)果相吻合， 即STC向赤道輸送的年際變化并不能對(duì)ENSO產(chǎn)生影響， 而是對(duì)ENSO的一種響應(yīng)。此外， 自20世紀(jì)70年代以來， TC和STC的下支強(qiáng)度均呈減弱趨勢(shì)， 但它們的上支強(qiáng)度卻無此現(xiàn)象。

1.2 北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流的變異機(jī)理

McCreary等［2］基于兩層半海洋模式的模擬結(jié)果認(rèn)為， STC的強(qiáng)度是由副熱帶南側(cè)下沉為零的緯度上的風(fēng)應(yīng)力和科氏參數(shù)決定的， 而與副熱帶Ekman抽吸速度及熱帶風(fēng)場(chǎng)強(qiáng)度無關(guān)。這一觀點(diǎn)得到了Lu等［3］的三層半海洋模式結(jié)果的支持。而且， 他們還指出，TC的強(qiáng)度是由熱帶太平洋的非等密度水混合決定的。但后來的資料分析和數(shù)值模擬研究均得到了與之不同的結(jié)果。Liu 等［24］通過分析SODA和風(fēng)應(yīng)力資料認(rèn)為， 在北半球， TC和STC向極輸送的季節(jié)和年際變化都是由局地緯向風(fēng)異常引起的， 而其向赤道輸送則與所在緯度上的海平面東、西向坡度的季節(jié)和年際變化有關(guān)。Lee等［20］的數(shù)值模擬結(jié)果表明，近赤道風(fēng)應(yīng)力異常引起了STC向赤道輸送的變化，而Capotondi等［18］則認(rèn)為， STC向赤道輸送的年際變化在10S和13N斷面最顯著， 這與局地風(fēng)異常和第一斜壓Rossby波有關(guān)。在這兩個(gè)斷面上， 緯向風(fēng)異常激發(fā)了西傳的第一斜壓Rossby波， 使得溫躍層深度發(fā)生劇烈變化， 從而導(dǎo)致STC向赤道輸送的變化增大［25］。而容新堯等［26］的數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果卻顯示， 赤道及其兩側(cè)的緯向風(fēng)異常對(duì)STC的向赤道輸送變化都有重要影響， 而赤道外風(fēng)應(yīng)力旋度變化引起的斜壓Rossby波對(duì)STC向赤道輸送的影響卻較小。此外，Lohmann等［22］基于敏感性數(shù)值試驗(yàn)得出， 赤道太平洋（5S～5N）風(fēng)應(yīng)力異常引起了TC的年代際變化，而赤道外風(fēng)應(yīng)力異常對(duì)STC的年代際變化卻有重要作用。

綜上所述不難看出， 人們已對(duì)STC、TC和DTC的結(jié)構(gòu)特征、變化規(guī)律和變異機(jī)制開展了廣泛而深入的研究， 但對(duì)THC和SPC的研究卻較少， 迄今尚不清楚這兩個(gè)環(huán)流圈的三維結(jié)構(gòu)和變異機(jī)理。

2 北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流的熱鹽輸送

對(duì)于全球氣候系統(tǒng)而言， 熱帶存在太陽(yáng)輻射盈余， 而極地則存在太陽(yáng)輻射虧損。為了保持整個(gè)系統(tǒng)的熱量平衡， 在低緯與高緯之間必須存在著強(qiáng)的經(jīng)向熱量輸送。在此熱量輸送過程中， 海洋環(huán)流起著至關(guān)重要的作用， 它將低緯度海域的熱量向高緯海域輸送， 并把大量的熱量釋放給大氣， 再由大氣環(huán)流將熱量向更高緯度輸送。北太平洋是太平洋低緯與高緯海域經(jīng)向熱量和鹽量交換的主要通道。其中， 極向的熱鹽輸送主要是通過西邊界強(qiáng)流（黑潮）和表層的埃克曼環(huán)流完成的， 而向赤道的熱鹽輸送則主要是由東邊界流（加利福尼亞流）和大洋內(nèi)部的熱鹽環(huán)流（包括經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流）完成的［27-29］。因此， 自20世紀(jì)90年代以來， 人們已對(duì)北太平洋經(jīng)向熱鹽輸送開展了較多研究， 但有關(guān)北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流熱鹽輸送的研究卻較少， 僅有零星報(bào)道。為了能夠全面了解有關(guān)北太平洋經(jīng)向熱鹽輸送方面的研究進(jìn)展， 本節(jié)分別對(duì)北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流熱鹽輸送和北太平洋經(jīng)向熱鹽輸送的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了概述。

目前， 對(duì)北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流熱鹽輸送的研究主要集中于STC的向極熱輸送方面。Klinger等［30］基于MOM2模式的模擬結(jié)果指出， STC存在著較強(qiáng)的向極熱輸送， 其最大值為0.3×1015W， 熱輸送的強(qiáng)弱變化主要是由風(fēng)應(yīng)力和海表溫度共同引起的。而且， Riccardo等［31］認(rèn)為， STC的減弱及其向極熱輸送的減少使得赤道海域出現(xiàn)了正的海表溫度異常。前已提及， 在北太平洋共有5個(gè)環(huán)流圈， 而僅研究STC的向極熱輸送是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的， 還應(yīng)研究其向赤道的熱輸送， 而且還應(yīng)探究其它環(huán)流圈的經(jīng)向熱輸送，唯有如此方能全面了解北太平洋經(jīng)向熱輸送的來源和路徑。由此可見， 關(guān)于北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流熱鹽輸送的研究仍不夠全面、深入， 迄今對(duì)各環(huán)流圈熱鹽輸送的基本特征、變化規(guī)律和變異機(jī)理仍知之甚少，亟待深入研究。

雖然對(duì)北太平洋經(jīng)向熱鹽輸送的研究相對(duì)較多，但在某些方面仍存在著一些不同的觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí)。Bryden等［32］分析了24N斷面的經(jīng)向熱輸送， 得出凈北向熱輸送為0.751015W。其中， 黑潮熱輸送為1.731015W， Ekman熱輸送為0.931015W， 而中大洋的地轉(zhuǎn)熱輸送為–1.911015W。Roemmich等［33］利用水文觀測(cè)數(shù)據(jù)估算了跨22°N斷面的熱輸送為0.831015W。Zhang等［34］利用直接觀測(cè)數(shù)據(jù)與模式分析了北太平洋24N斷面經(jīng)向熱輸送的季節(jié)變化，結(jié)果表明在總的經(jīng)向熱輸送（0.621015W）中， 翻轉(zhuǎn)環(huán)流的經(jīng)向熱輸送約占2/5（0.371015W）。方國(guó)洪等［35］的數(shù)值模擬結(jié)果表明， 黑潮向東海輸送的熱量和鹽量分別為2.321015W和894106kg/s。張啟龍等［36］利用東海PN斷面的溫鹽資料得出， 黑潮的多年平均熱輸送為1.671015W。而孫雙文等［37］的數(shù)值模擬結(jié)果則表明， 黑潮向東海的年均熱輸送約為0.171015W。Zheng等［38］利用1958～2004年的SODA數(shù)據(jù)計(jì)算了熱帶太平洋的經(jīng)向熱輸送的結(jié)果表明， 跨10°N斷面的熱輸送為0.281015W， 跨20°N斷面的熱輸送為0.531015W。顯然， 不同的學(xué)者利用不同的數(shù)據(jù)或方法， 得到的結(jié)果有很大的不同。

最近， 厲萍等［29-30］利用1958～2007年的月平均SODA資料， 較為系統(tǒng)地研究了北太平洋經(jīng)向熱鹽輸送的季節(jié)變化特征和機(jī)制。結(jié)果表明， 北太平洋凈經(jīng)向熱鹽輸送存在著明顯的區(qū)域性特征。其中， 在6.5～12.5N之間北太平洋主要向南輸送熱量和鹽量，其最大值分別為–0.351015W和–48.8107kg/s， 皆出現(xiàn)在8N附近； 而在12.25N以北海域， 北太平洋則主要向北輸送熱量和鹽量， 其最大值分別為1.491015W和61.35107kg/s， 皆位于24N附近； 在14N以南海域熱鹽輸送的季節(jié)變化較顯著， 而以北海域熱鹽輸送的季節(jié)變化則相對(duì)較?。?北太平洋凈經(jīng)向熱鹽輸送的季節(jié)變化在很大程度上是由同一緯度上的Ekman流和西、中、東太平洋地轉(zhuǎn)流共同引起的。

此外， 張啟龍等［36］的研究還表明， 黑潮熱輸送的年際和年代際變化都很明顯， 并在1976年前后發(fā)生了一次由弱到強(qiáng)的氣候躍變。而孫雙文等［37］的數(shù)值模擬結(jié)果也表明， 黑潮對(duì)東海的熱量輸運(yùn)具有冬季大、夏季小的季節(jié)特征， 而其年際變化則與厄爾尼諾現(xiàn)象密切相關(guān)。但應(yīng)指出的是， 他們模擬的黑潮熱輸送量都明顯偏小。

由此可見， 關(guān)于北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流熱鹽輸送的研究尚不夠全面、深入， 因而對(duì)各環(huán)流圈熱鹽輸送的基本特征、變化規(guī)律和變異機(jī)理仍不清楚， 而且對(duì)各環(huán)流圈在北太平洋經(jīng)向熱鹽輸送中的貢獻(xiàn)迄今仍不得而知。

3 需要進(jìn)一步研究的科學(xué)問題

綜上所述可知， 當(dāng)前人們已在北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流的結(jié)構(gòu)特征和變異機(jī)理方面開展了較多研究，并對(duì)北太平洋經(jīng)向熱鹽輸送進(jìn)行了一些分析， 但對(duì)北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流熱鹽輸送的研究卻極少。因此， 迄今尚有許多科學(xué)問題仍未得到圓滿解答， 亟待深入研究。當(dāng)前， 需要進(jìn)一步研究的科學(xué)問題主要如下。

前文已提到， 在北太平洋共有5個(gè)翻轉(zhuǎn)環(huán)流圈（TC、STC、DTC、SPC和THC）。目前人們已對(duì)STC、TC和DTC的結(jié)構(gòu)特征、變化規(guī)律和變異機(jī)制開展了廣泛而深入的研究， 但對(duì)THC和SPC的研究卻極少， 迄今尚不清楚這兩個(gè)環(huán)流圈的三維結(jié)構(gòu)和變異機(jī)理。因此， 研究這兩個(gè)環(huán)流圈的三維結(jié)構(gòu)、變化特征和機(jī)理， 不僅有助于揭示北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流的結(jié)構(gòu)特征， 而且也有助于全面了解北太平洋經(jīng)向熱鹽交換的過程和機(jī)制。

以往的研究表明， 北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流屬于多環(huán)結(jié)構(gòu)， 而且大部分環(huán)流圈皆存在著顯著的季節(jié)和年際變化。那么， 這些環(huán)流圈對(duì)北太平洋經(jīng)向熱鹽輸送的貢獻(xiàn)究竟有多大？而且， 各環(huán)流圈的熱鹽輸送是否也存在著季節(jié)和年際變化？因此， 深入研究各環(huán)流圈經(jīng)向熱鹽輸送的基本特征及其變化規(guī)律，并分別探討各環(huán)流圈之間在熱鹽輸送過程中的相互聯(lián)系和相互作用， 不僅有助于揭示北太平洋內(nèi)部的熱鹽輸送通道， 而且也有助于認(rèn)識(shí)北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流熱鹽輸送的變化特征。

眾所周知， 北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流的季節(jié)和年際變化主要是由北太平洋風(fēng)應(yīng)力和海洋波動(dòng)（Rossby波）等動(dòng)力要素共同引起的， 而STC的向極熱輸送則與風(fēng)應(yīng)力和SST有關(guān)。那么， 風(fēng)應(yīng)力和海洋波動(dòng)是否對(duì)環(huán)流圈的熱鹽輸送變化也有影響？浮力通量（太陽(yáng)輻射、蒸發(fā)、降水）、水溫和鹽度等熱力要素對(duì)熱鹽輸送變化的影響如何？這些科學(xué)問題迄今仍不清楚， 值得深入研究。因此， 研究不同海域的動(dòng)力強(qiáng)迫和熱力要素對(duì)環(huán)流圈熱鹽輸送變化的影響， 有利于揭示北太平洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流熱鹽輸送的變異機(jī)理。

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（本文編輯： 李曉燕）

Investigation into the North Pacific meridional overturning circulation， and heat and salt transport: Progress report

LIU Hong-wei1， 2， 3， 4， ZHANG Qi-long1， 2， 3， DUAN Yong-liang5， XU Yong-sheng1， 2， 3
（1. Institute of Oceanology， Chinese Academy of Sciences， Qingdao 266071， China； 2. State Key Laboratory of Satellite Ocean Environment Dynamics （Second Institute of Oceanography， SOA）， Hangzhou 310012，China； 3.Key Laboratory of Ocean Circulation and Waves， Institute of Oceanology， Chinese Academy of Sciences， Qingdao 266071， China； 4. Laboratory for Ocean Dynamics and Climate， Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology， Qingdao 266237， China； 5. Center for Ocean and Climate Research， First Institute of Oceanography， SOA， Qingdao 266061， China）

Feb.， 10， 2015

North Pacific； meridional overturning circulation； heat and salt transport

The North Pacific meridional overturning circulation （NPMOC） is the general name given to the five North Pacific overturning cells： the subtropical cell （STC）， the tropical cell （TC）， the subpolar cell （SPC）， the deep tropical cell （DTC）， and the thermocline cell （THC）. These cells are important for the leakage of meridional material and energy exchange. The NPMOC and its variation play an important role in the upper ocean thermohaline structure and climate change. The structure of the STC， TC， and DTC， and the level and mechanism of variation in these are currently being extensively analyzed， and a preliminary analysis of poleward heat transport by the STC has been completed. Less research has been undertaken on the SPC and THC； however， the three-dimensional structure and mechanism of variation remains unknown. In addition， research into heat and salt transport by the NPMOC is still at an initial stage， with little knowledge at present about the characteristics and the level and mechanism of variation within each cell. Therefore， this requires further investigation in the future.

P731

A

1000-3096（2016）01-0155-06

10.11759/hykx20150210001

2015-02-10；

2015-04-09

國(guó)家自然科學(xué)基金（41406012）； 衛(wèi)星海洋環(huán)境動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金（SOED1613）； 國(guó)家海洋局海洋-大氣化學(xué)與全球變化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金（GCMAC1501）； 國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)-山東省人民政府聯(lián)合資助海洋科學(xué)研究中心項(xiàng)目—物理海洋與氣候（U1406401）

劉洪偉（1985-）， 女， 河北衡水人， 漢族， 助理研究員， 博士， 主要從事物理海洋方面研究， 電話： 0532-88298823， E-mail：liuhongwei@qdio.ac.cn