黑潮延伸体（Kuroshio Extension:KE）在年代际尺度上具有典型的双模态特征:稳定模态和不稳定模态。考虑到黑潮延伸体不同模态下海水盐度、温度异常变化对大气环流、海洋水团、鱼类生存等方面的重要影响,本文首先利用观测和再分析资料探究黑潮延伸体双模态（年代际变化）对其周围区域海水盐度、温度异常季节变化的影响。通过分析发现黑潮延伸体年代际变化对黑潮-亲潮交汇（Kuroshio-Oyashio Confluence:KOC）区域混合层盐度、温度异常季节变化均有重要的调制作用:两者在黑潮延伸体两种模态下季节变化趋势类似,在稳定模态下先增后减,在不稳定模态下先减后增。然而,导致两者季节变化的因素存在差异。对混合层盐度异常季节变化起重要作用的是海洋平流过程,其次是大气强迫（淡水通量）;对温度异常季节变化贡献显著的是海洋动力过程,包括海洋平流和夹卷过程,大气强迫（热通量）对其起负反馈作用,但效果并不明显。另一方面,由于黑潮延伸体双模态在北太平洋气候系统中的重要作用,本文采用涡分辨率的区域海洋模式（Regional Ocean Modeling System:ROMS）和条件非线性最优扰动（conditional nonlinear optimal perturbation:CNOP）方法开展黑潮延伸体模态转变的可预报性和目标观测研究。本文利用ROMS模式成功模拟出符合观测的黑潮延伸体模态转变过程,以此为基础建立非线性优化系统,并获得黑潮延伸体从稳定模态转变为不稳定模态过程中的最快增长初始误差（CNOP型初始误差）。结果表明,这种初始误差主要位于黑潮延伸体上游区域上层500米。此外,针对误差的维持和发展,本文从涡度和能量的角度考察了黑潮延伸体模态转变过程中的误差增长机制。研究发现在线性平流的作用下,误差从日本东南部逐渐东移至黑潮延伸体第一个准静止弯曲附近,非线性平流则减缓了误差东移的速度,导致误差在黑潮延伸体第一个准静止弯曲附近长期停留,使其有充分的时间通过正压不稳定过程从背景场吸收能量,最终造成误差快速地增长,使得黑潮延伸体的强度被高估。进一步,本文基于最快增长初始误差的空间结构识别出黑潮延伸体模态转变过程的目标观测敏感区。分别从初始误差的空间位置和空间结构这两个方面开展敏感性试验,验证了预报黑潮延伸体模态转变过程时所识别敏感区的有效性以及敏感区内CNOP型初始误差空间结构的重要性。此后,借助观测系统模拟试验（Observing System Simulation Experiment:OSSE）对目标观测效果进行理论评估,结果表明在敏感区内“实施”目标观测较为合适,能够有效地减小预报不确定性,较大程度地改善黑潮延伸体模态转变的预报效果。