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）杜巖研究員團隊揭示了南海渦動(dòng)能在夏季風(fēng)爆發(fā)后增長(cháng)停滯現象的形成機制，相關(guān)成果以博士研究生林俊澍為第一作者，杜巖研究員和王閔楊助理研究員為共同通訊作者發(fā)表在國際期刊Journal of Geophysical Research: Oceans上。
季風(fēng)系統是南海冬夏季上層環(huán)流的主要驅動(dòng)力，南海環(huán)流在冬季表現為大的氣旋式環(huán)流，在夏季表現為北部氣旋式而南部反氣旋的偶極子環(huán)流特征。南海夏季風(fēng)爆發(fā)向海洋輸入能量，對夏季環(huán)流結構的建立至關(guān)重要，然而季風(fēng)爆發(fā)過(guò)程中海洋能量轉化與耗散情況仍不清楚。
本研究團隊發(fā)現南海夏季風(fēng)爆發(fā)后，西南風(fēng)迅速增強，季風(fēng)向海洋輸入的能量顯著(zhù)增加，但越南以東海域的渦動(dòng)能在季風(fēng)爆發(fā)20天后才顯著(zhù)增長(cháng)（圖1）。針對此現象，本研究使用衛星觀(guān)測數據和再分析資料并結合能量收支診斷研究了渦動(dòng)能增長(cháng)停滯的形成機制。結果表明，由于風(fēng)和表層流場(chǎng)反向，導致了耗散的顯著(zhù)增加，季風(fēng)輸入的95%能量被高風(fēng)速引起的混合層內的強耗散過(guò)程消耗（圖2）。海洋內部的能量傳遞也存在著(zhù)調整，通過(guò)正壓不穩定過(guò)程，渦動(dòng)能不斷向大尺度環(huán)流輸送能量，建立夏季環(huán)流結構。在近岸區域，夏季風(fēng)驅動(dòng)形成的上升流在夏季風(fēng)爆發(fā)后迅速建立，上升流帶來(lái)的有效位能通過(guò)浮力做功即斜壓不穩定過(guò)程增強渦動(dòng)能，隨著(zhù)這一部分水體被輸運到離岸區域，有效位能又被迅速釋放，渦動(dòng)能在離岸區域減弱。
本研究分析了南海夏季風(fēng)爆發(fā)后渦動(dòng)能增長(cháng)停滯的形成機制，并揭示了季風(fēng)爆發(fā)后海洋能量的傳遞過(guò)程，有助于增強對南海環(huán)流渦旋場(chǎng)和季風(fēng)過(guò)程在多時(shí)空尺度上的變化和相互作用的理解，進(jìn)一步提升對季風(fēng)調制的多尺度海洋能量傳遞過(guò)程的認識。
該研究由國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院項目和南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗室（廣州）等共同資助完成。
相關(guān)論文信息：Lin, Junshu, Wang, M., Wu W., Wang X., Du Y. (2024). Stagnation of Eddy Kinetic Energy After Summer Monsoon Onset in the South China Sea. Journal of Geophysical Research: Oceans, 129, e2023JC020836.
文章鏈接：https://doi.org/10.1029/2023JC020836
圖1 南海夏季風(fēng)爆發(fā)前后渦動(dòng)能和風(fēng)場(chǎng)的時(shí)間和空間分布
圖2 渦動(dòng)能收支分析的時(shí)間序列（0代表夏季風(fēng)爆發(fā)日期）
