一、年度工作进展

1、项目实施方案执行情况

2021年度本项目按计划完成了年度研究内容，揭示了热带西太平洋涡旋海域亚中尺度过程的形成与不稳定机制，共发表研究论文5篇，包括3篇第一标注《Journal of Physical Oceanography》文章，参加学术交流10余人次。

2、与西太计划其他项目的交流合作情况

2021年度本项目与海洋多尺度相互作用和能量串级相关项目团队，就中小尺度过程相互作用、垂向物质能量交换与收支平衡等科学问题，以及582航次观测实施方案等开展了深入交流和研讨。

3、获得数据及其在项目研究中的意义

本项目目前所获得的主要是高分辨率遥感资料和数值模拟资料，对研究西太平洋中小尺度相互作用、能量串级机制等有重要意义。此外，582航次获得的相关数据正在处理分析，将为深入研究西太平洋多尺度相互作用起到数据支撑作用。

二、 年度研究成果

1、取得科学认识及其意义

中尺度涡旋蕴含海洋90%的动能，然而，经典准地转理论难以定量解释海洋中尺度涡旋的消亡和能量正向串级与耗散过程，以及垂向物质能量交换的收支平衡等关键科学问题。本项目通过观测资料分析、高分辨率数值模拟和动力诊断研究，揭示了活跃在涡旋、锋面海域的亚中尺度过程，在热带西太平洋中小尺度相互作用、地转能量正向串级以及物质能量的垂向交换过程中扮演了不可或缺的重要作用。研究结果显示，在锋生和大气强迫引起的浮力损失共同作用下，涡旋、锋面海域增强的水平浮力梯度有利于减小位涡，引起亚中尺度不稳定和强烈的垂向次级环流。其中，对称不稳定是实现涡旋地转能量正向串级的重要机制之一，混合层不稳定仅能贡献逆向能量串级。同时，亚中尺度过程引起的垂向速度高达~100米/天，比中尺度过程引起的垂向速度高1-2个量级，显著贡献了上层海洋物质能量的垂向交换与收支平衡。相关研究成果以5 篇论文的形式发表在《Journal of Physical Oceanography》等期刊。

同时，项目负责人作为西太计划582航次的航段负责人，顺利完成了第一航段科考任务（9月17日-10月30日），为关键科学问题的研究提供有力的观测数据支撑。

2、对解决西太计划关键科学问题的贡献

该研究为西太平洋多尺度相互作用与能量串级提供了新的解释，同时也为可海-气相互作用、垂向物质能量交换等相关研究提供动力学参考。

3、成果列表

(1) Jing, Z.*, B. Fox-Kemper, H. Cao, R. Zheng, and Y. Du (2021), Submesoscale fronts and their dynamical processes associated with symmetric instability in the Northwest Pacific Subtropical Ocean, Journal of Physical Oceanography, 51(1), 83-100.（第一标注）

(2) Cao, H., B. Fox-Kemper, and Z. Jing* (2021), Submesoscale eddies in the upper ocean of the Kuroshio Extension from high-resolution simulation: Energy budget, Journal of Physical Oceanography, 51(7), 2181-2201.（第一标注）

(3) Tang, Q., Z. Jing*, J. Lin, and J. Sun (2021), Diapycnal mixing in the sub-thermocline of the Mariana Ridge from high-resolution seismic images, Journal of Physical Oceanography, 51(4), 1283-1300.（第一标注）