摘要
本文首先基于1993-2017年的卫星高度计数据，使用闭合海面高度异常(SSHA)等值线法检测涡旋，将距离法和参数法相结合追踪涡旋，进而对北太平洋的涡旋及其轨迹特征进行统计分析。总体来看，该区域的涡旋在大洋东边界生成较多，之后大部分向西移动，而向东的涡旋轨迹在黑潮延伸体这一东向惯性强流区分布较为密集。涡旋轨迹的分布存在较大的区域差异性:以35°N为界，黑潮延伸体北侧（南侧）分布着较多的气旋涡（反气旋涡）;副热带逆流区域与之相似，20°N以北（以南），气旋涡（反气旋涡）信号较强;阿拉斯加流区域和赤道太平洋东北区域为反气旋涡主导，这与气旋涡盛行的加利福尼亚流区域形成鲜明对比。涡旋各项特征参数的直方图基本符合瑞利分布，气旋涡的平均涡动能和涡度较大，但反气旋涡能存在更长时间，移动更远距离。从季节变化上看，由于涡旋的发展需要时间，因此北太平洋各子区域的涡旋数量达到峰值时，涡旋面积占比并非一年中最高，其峰值月份相对于前者存在延迟。 黑潮延伸体(KE)为不受海岸边界约束的惯性急流，动力作用为北太平洋最强。其最显著的年代际变化特征为双模态变化。2002-2005、2010-2012与2014-2116年间，该区域经历稳定模态，由100 cm等高线所确定的KE主轴路径较为平直;而1 999年与2006-2009年则为不稳定模态阶段，KE路径上存在许多弯曲。相比于稳定模态，不稳定模态下，KE西北部增温;上游的涡动能水平提高，KE幅宽均增加，而下游涡动能减小，幅宽收窄;KE强度降低，涡旋分布相对于主轴较远。以KE主轴为界，不稳定模态期间，北侧（南侧）1.5°范围内，由于负涡度（正涡度）的发展，较大尺度(≥150km)的反气旋涡（气旋涡）数目增加;稳定模态期间，北侧（南侧）分布有较大面积的正涡度（负涡度），因而生成更多较小尺度(≤50 km)的气旋涡（反气旋涡）。在涡旋的形成发展过程中，一部分涡旋从KE主轴上脱落，成为脱落涡旋，这部分涡旋具有较高的动能，因此对KE区域能量的空间分布起重要作用。利用ECCO2模型数据，经能量方程计算后，可以发现:KE上游，双模态的斜压不稳定性相当，但不稳定模态下的正压不稳定性比稳定模态下增强许多，因此涡旋活动更频繁;下游，不稳定模态期间的能量转移方向为涡旋到平均流，因而涡旋活动减弱。该区域的地形变化对上下游涡动能的反相变化不起主导作用。 KE区域，由Argo剖面记录和WOA2013 V2气候态温盐数据构建出的复合涡旋三维结构也受双模态特征的影响。KE北侧(NKE)上游区域，涡旋的位温异常(θa)核心在不稳定模态时增强;而在KE南侧(SKE)下游区域，稳定模态时，涡旋引起的温度变化更为显著;由于KE南部回流区的加强，SKE上游区域的涡旋表现为:不稳定模态期间，反气旋涡较弱而气旋涡较强。NKE的θa垂向分布呈现次表层强化，仅有一个核心;而SKE区域则为深层强化，受涡旋垂向运动和副热带模态水(STMW)相互作用的影响，具有双核结构。对于盐度异常（Sa），由于垂向的输运转移作用，涡内盐度垂向剖面多为双核分布。但SKE区域的气旋涡有时可以观察到三个盐度异常核心，这与不同模态下气旋涡和STMW的相对强弱有关。位密异常（σa）受θa的影响较大，因而其三维结构与ea相似。复合涡旋的速度异常在1000dbar深度处可达0.06 m/s。 涡旋的三维结构影响其内部热盐输运，因此后者的空间分布也存在双模态差异。KE北部（南部），反气旋涡（气旋涡）的限制深度较大，达到700 (600)dbar以下。结合涡旋路径计算该区域的热盐输运后，可以发现，不稳定模态下，KE区域纬向热盐输运带存在向南移动的趋势，在145°E和155°E处集中着较强的热盐经向输运。由于双模态下涡内热盐携带体量和涡旋路径数量的不同，经纬向积分后的热盐输运分布也存在差异。
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