海洋生物-物理过程的交互作用是当前海洋研究的热点话题，海洋中的浮游植物不仅是被动的受动力过程影响，还可以改变辐射加热的垂直分布，进而影响海温、环流、海水密度和混合层深度等。西北太平洋黑潮延伸体附近的混合层深度在三月份达到最深，形成垂向均一的水体，称为模态水。混合层于四月份迅速变浅，这些垂向均一的水体随东南向的Sverdrup流潜沉到温跃层。模态水能记忆冬季海水特征，可能会在次年冬天重新进入混合层。因此，理解海洋生物对模态水特征及潜沉率的影响，对海气相互作用研究具有重要意义。

　　近期中国科学院大气物理研究所刘海龙研究员团队利用LICOM海洋环流模式试验，采用两种不同的短波穿透方案（含有叶绿素和不含叶绿素），研究了叶绿素吸热对西北太平洋海温、密度和混合层深度的影响，并分析了其对模态水特性和潜沉率的影响。西北太平洋30-40°N间的叶绿素浓度在4月份达到最大值。研究表明，叶绿素吸热可使26.0-26.4 kg m^-3密度层的模态水潜沉率增加约5-10%。潜沉率的增加主要是由于侧向潜沉增大导致（约5-15米/年），垂向输送的贡献较小。拉格朗日追踪粒子路径表明，侧向潜沉增大不是由于粒子水平方向位置的变化导致，而是由于叶绿素吸热导致混合层水平梯度增大导致。该研究首次提出了叶绿素吸热对模态水潜沉率的影响，为进一步理解海洋生物-物理交互作用奠定了基础。

　　上述研究成果近期发表于Frontiers in Marine Science上。该研究得到创新研究特别基金（2022C61540），国家重点研发计划（2020YFA0608902和2018YFA0605703）和国家自然基金重点项目（41931183和41931182）的共同资助。

　　论文信息：

　　Ma, J., Yang, Q., Liu, H., Lin, P. and Liu, J. (2022). Effects of Ocean Chlorophyll on the Mode Water Subduction Rate in the Northwestern and Central Pacific Ocean. Front. Mar. Sci., 9:814053. doi: 10.3389/fmars.2022.814053

图1 左图为纯水试验的（a）垂向输送，（b）侧向潜沉，（c）总潜沉率，右图（d）-（f）同（a）-（c），但为叶绿素试验与纯水试验的差。