近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗室（LTO）蔡樹(shù)群研究團隊在南海北部近慣性?xún)炔ㄈS數值模擬研究取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果于2024年3月18日發(fā)表在Journal of Physical Oceanography上，龔延昆博士為論文第一作者，蔡樹(shù)群研究員、陳植武研究員為共同通訊作者，自然資源部第二海洋研究所朱小華研究員、趙瑞祥副研究員等為合作作者。
海洋內波的耗散為海洋湍流混合提供能量，進(jìn)而影響海洋大尺度環(huán)流，其中近慣性?xún)炔ㄔ谀芰看壷邪缪葜?zhù)重要角色。南海北部由于受復雜多變的臺風(fēng)過(guò)程、活躍的內潮破碎過(guò)程等影響，導致當地近慣性?xún)炔l發(fā)。那么，風(fēng)-潮聯(lián)合效應對南海北部不同海域的近慣性?xún)炔ㄓ泻斡绊懩兀?/span>
圖1 南海北部近慣性?xún)炔〝抵的M結果
（自上而下分別為風(fēng)應力、近慣性流場(chǎng)和半日內潮能量）
本研究通過(guò)構建南海北部三維數值模型（圖1），揭示了風(fēng)-潮的聯(lián)合效應對近慣性能量的影響。研究結果表明，當風(fēng)致近慣性?xún)炔ù嬖跁r(shí)，更多的潮能向近慣性能量轉換；而當潮致近慣性?xún)炔ù嬖跁r(shí)，臺風(fēng)向近慣性?xún)炔ㄝ斎氲哪芰繀s減少。風(fēng)-潮聯(lián)合效應產(chǎn)生的總近慣性能量并不是風(fēng)生近慣性能量與潮致近慣性能量的線(xiàn)性疊加（圖2）。具體而言，在呂宋海峽附近，潮汐和風(fēng)對當地近慣性能量輸入均有正貢獻，造成總近慣性能量增加30%以上（>0.5 kJ m?2）；而在臺風(fēng)高發(fā)的南海西北海域，能量由風(fēng)場(chǎng)向近慣性?xún)炔▊鬟f，同時(shí)也由近慣性?xún)炔ㄏ騼瘸眰鬟f，從而導致總近慣性能量減弱約30%（~0.3 kJ m?2）。在臺風(fēng)到達前，呂宋海峽處潮致近慣性能量與風(fēng)生近慣性能量量級相當；而在臺風(fēng)到達后，南海北部大部分海域潮致近慣性能量要比風(fēng)生近慣性能量小兩個(gè)量級。
圖2 （a）南海北部總近慣性能量的空間分布特征；（b）僅風(fēng)生的近慣性能量；（c）僅潮致的近慣性能量；（d）風(fēng)-潮聯(lián)合效應對近慣性能量的影響。
綜上所述，本研究提出的風(fēng)-潮聯(lián)合效應豐富了風(fēng)生與潮致近慣性?xún)炔ㄩg相互作用過(guò)程，拓展了中小尺度能量串級理論，對認識南海北部近慣性能量的收支具有重要的物理海洋學(xué)和區域海洋學(xué)意義。
該研究由國家自然科學(xué)基金、廣東省自然基金、廣州市科技計劃項目、中國科學(xué)院項目等共同資助完成。
相關(guān)論文信息：Gong, Y., Chen, Z.*, Zhao, R., Xu, J., Li, J., Xie, J., He, Y., Zhu, X., Sun, Y. & Cai, S.* (2024). Joint Effects of Winds and Tides on Near-Inertial Internal Waves in the Northern South China Sea: A Three-Dimensional Numerical Study. Journal of Physical Oceanography, 54(4), 1019–1035.
文章鏈接：https://doi.org/10.1175/JPO-D-23-0182.1
