黑潮在日本以南会发生路径显著偏移的大弯曲事件（Large Meander event），这种路径变化会影响区域气候和生态系统。然而，黑潮大弯曲变化受多种因素调控，包括涡旋扰动、大气强迫导致的输送变化、以及地形约束。已有的研究主要关注与PDO气候模态相关联的年际/年代际强迫对大弯曲转换的调控过程，认为风场扰动的涡旋与黑潮相互作用触发黑潮大弯曲形成，而低黑潮输送量与地形约束容易维持大弯曲路径。
近日，我系2023级硕士生张力文与李志锦教授利用具有资料同化能力的太平洋区域高分海洋模式系统（以下简称“系统”），发现了一次台风扰动黑潮大弯曲的全新个例。2022年9月的一次超强台风“南玛都”侵入大弯曲上游处黑潮，并剧烈扰动黑潮大弯曲发生路径变化。系统模拟的黑潮大弯曲受台风“南玛都”的扰动，流速和强度显著增强。台风显著增加输入黑潮的风应力做功（3W/m2）。风应力做功达到峰值的同时，非局地的涡动能转化率（NLKE）和正压转化率（barotropic conversion rate, BTC）显著降低到负极值。表明台风的动能输入导致额外的涡动能（EKE）增加，通过瞬时涡动能向平均流动能的正压转化过程将动能传递到黑潮大湾区的下游。最终导致黑潮直接流过伊豆海脊，先前的弯曲路径被破坏。
图1 台风“南玛都”侵入前、期间、后“系统”模拟的表层黑潮日均演变。绿色实线表示黑潮主轴。
图2 “南玛都”侵入期间GFS的风应力做功输入和埃克曼抽吸速度（EPV）演变。（a-d）显示了风应力做功的演变，其中箭头和填色分别表示风矢（单位：m/s）和做功值（W/m2）；（e-h）展示了GFS风场计算得到的EPV值（单位：10-4 m/s）。每个子图额外的点和圆圈分别表示JMA提供的历史最佳路径数据集中台风“南玛都”的中心位置和50kt最大风速半径。
该特殊个例揭示了一次台风对黑潮大弯曲造成的短期但显著的扰动，并尝试诊断了上述扰动背后的动力学过程，从高分同化-模拟系统的视角解释了一次极端海气相互作用过程。以上成果近日发表在 Ocean Dynamics (Zhang et al., 2025)。张力文为第一作者，李志锦教授为通讯作者。助理研究员马文龙参与了该工作。该研究成果得到国家重点研发计划“地球系统与全球变化”重点专项“热带西太平洋海-气界面过程精细化协同观测与数据融合”（项目号：2022YFF0801400）的支持。
图3 区域S（132.5-133.5°E, 28.5-29.5°N，四国再循环流处；第一个面板）和区域K（黑潮在大弯曲下游破坏的局地区域；第二个面板）中风应力做功和海洋能量收支（单位：W）空间积分值的时间演变。灰色阴影区间表示“南玛都”侵入的关键时期。
论文信息：Zhang, L., Li, Z. & Ma, W. Response of the Kuroshio large meander path to typhoons: a case study from a high-resolution ocean model. Ocean Dynamics 75, 78 (2025). https://doi.org/10.1007/s10236-025-01728-w.
