近日，中国科学院海洋研究所海洋动力与生态环境模拟与预报研究组与美国加州大学洛杉矶分校合作，在南太平洋东西部副热带模态水潜沉率变化及机制研究方面取得重要进展。该研究成果已在美国地球物理学会的国际学术期刊Geophysical Research Letters上发表。

模态水是位于海洋表面混合层下方、具有垂向性质均一特征的宏观水团，其潜沉与输运过程在海洋热量、二氧化碳及营养物质收支与再分配中具有关键调控作用，是连接海洋表层强迫与海洋内部响应的重要动力环节。作为太平洋副热带经向环流的重要组成部分，南太平洋东西部副热带模态水在潜沉过程中能够将热量、淡水和营养盐有效输送入海洋内部，对热带和副热带上层海洋结构及全球气候产生深远影响。然而，由于早期资料的时空分辨率有限，关于其潜沉率的时空变化及主控机制仍缺乏系统研究。因此，深入探究南太平洋东西部副热带模态水的潜沉变化规律及其受控因素，对理解海气相互作用及气候变化具有重要意义。

图1 东西部副热带模态水潜沉率的跷跷板结构

研究团队基于四种海洋再分析数据产品，发现了南太平洋东部和西部副热带模态水潜沉率存在显著的年际跷跷板式变化（图1）。合成分析结果表明，ENSO所诱发的异常风场可通过风–蒸发–海温（WES）反馈机制调制潜热通量，潜热通量的变化进而改变混合层深度，并最终通过侧向导入项影响水团的潜沉率（图2）。此外，我们观测到1963~1978年的潜沉率呈现西强东弱，而1998~2011年则呈现西弱东强。这种长期变化可归因于西部形成区混合层深度的变浅和东部形成区风应力旋度的增强，进一步与副热带高压的增强和南移有关。上述研究成果不仅深化了对副热带模态水变异机理的认识，更为理解ENSO与副热带海洋的相互作用提供了新的科学视角。

图2 厄尔尼诺期间模态水区域WES反馈机制示意图

中国科学院海洋研究所硕士研究生孙贵民为论文第一作者，合作者包括美国加州大学洛杉矶分校曲堂栋研究员、中国科学院海洋研究所李元龙研究员、尹宝树研究员等。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项和国家重点研发计划的共同资助。

论文信息：

Sun, G., Qi, J.*, Qu, T., Li, Y., & Yin, B. (2025). See-saw variability in subduction rates of the South Pacific Subtropical Mode Water and its long-term change. Geophysical Research Letters, 52(23), e2025GL118060. https://doi.org/10.1029/2025GL118060