近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室（LTO）蔡树群研究团队在南海北部近惯性内波三维数值模拟研究取得新进展。相关研究成果于2024年3月18日发表在Journal of Physical Oceanography上，龚延昆博士为论文第一作者，蔡树群研究员、陈植武研究员为共同通讯作者，自然资源部第二海洋研究所朱小华研究员、赵瑞祥副研究员等为合作作者。

海洋内波的耗散为海洋湍流混合提供能量，进而影响海洋大尺度环流，其中近惯性内波在能量串级中扮演着重要角色。南海北部由于受复杂多变的台风过程、活跃的内潮破碎过程等影响，导致当地近惯性内波频发。那么，风-潮联合效应对南海北部不同海域的近惯性内波有何影响呢？

图1 南海北部近惯性内波数值模拟结果

（自上而下分别为风应力、近惯性流场和半日内潮能量）

本研究通过构建南海北部三维数值模型（图1），揭示了风-潮的联合效应对近惯性能量的影响。研究结果表明，当风致近惯性内波存在时，更多的潮能向近惯性能量转换；而当潮致近惯性内波存在时，台风向近惯性内波输入的能量却减少。风-潮联合效应产生的总近惯性能量并不是风生近惯性能量与潮致近惯性能量的线性叠加（图2）。具体而言，在吕宋海峡附近，潮汐和风对当地近惯性能量输入均有正贡献，造成总近惯性能量增加30%以上（>0.5 kJ m⁻²）；而在台风高发的南海西北海域，能量由风场向近惯性内波传递，同时也由近惯性内波向内潮传递，从而导致总近惯性能量减弱约30%（~0.3 kJ m⁻²）。在台风到达前，吕宋海峡处潮致近惯性能量与风生近惯性能量量级相当；而在台风到达后，南海北部大部分海域潮致近惯性能量要比风生近惯性能量小两个量级。

图2 （a）南海北部总近惯性能量的空间分布特征；（b）仅风生的近惯性能量；（c）仅潮致的近惯性能量；（d）风-潮联合效应对近惯性能量的影响。

综上所述，本研究提出的风-潮联合效应丰富了风生与潮致近惯性内波间相互作用过程，拓展了中小尺度能量串级理论，对认识南海北部近惯性能量的收支具有重要的物理海洋学和区域海洋学意义。

该研究由国家自然科学基金、广东省自然基金、广州市科技计划项目、中国科学院项目等共同资助完成。 

相关论文信息：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.

文章链接：https://doi.org/10.1175/JPO-D-23-0182.1