撰稿：龚延昆

    审定：蔡树群

近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境实验室（LTO）蔡树群研究团队在南海北部内波非线性相互作用研究方面取得重要突破。该研究揭示了台风引发的近惯性波与潮汐生成的内潮如何通过非线性相互作用产生“第三波”，并量化其在南海北部不同海域的主导控制因子。相关研究成果于2026年2月18日发表在Geophysical Research Letters上，龚延昆副研究员为论文第一作者，蔡树群研究员为通讯作者，陈植武研究员、许洁馨副研究员以及研究生陈璐和刘明昊为合作作者。

海洋中的内潮和近惯性波是海洋运动的重要形式，当两者相遇时，会通过非线性作用生成频率为二者之和的“第三波”。这种“第三波”是驱动海洋能量从大尺度向小尺度级联的关键环节，能显著增强海洋内部的混合过程，进而影响全球物质能量循环。然而，在复杂的海洋环境下，究竟是台风还是潮汐主导了这一过程，此前尚缺乏清晰的认识。

研究团队综合运用多套潜标观测数据、因果关系分析技术以及高分辨率（2公里）的区域数值模拟，以台风与内潮事件频发的南海北部为试验区，首次从三维空间和因果关系的视角，揭示了台风与潮汐对“第三波”生成的选择性控制机制。研究结果表明，在靠近台风路径的海域，台风过后“第三波”的动能增加了一倍（图1），但其垂直穿透深度却从数百米急剧变浅至约50米。因果关系分析显示（图2），在南海北部这些靠近台风路径的观测点，近惯性内波对“第三波”的生成起主导作用，其贡献超出内潮一个量级（9.4倍）。相比之下，在远离台风路径且内潮能量占优的海域，近惯性内波和内潮对“第三波”能量的贡献相当。此外，敏感性数值试验明确指出，无论是单独的风场还是单独的潮汐，均不足以产生显著的“第三波”，只有当两者同时存在并发生非线性相互作用时，该过程才会被有效触发。

该研究阐明了台风和潮汐如何共同调节海洋内部的能量分布，为理解海洋中小尺度能量串级过程提供了新的认知。这一发现对于完善海洋混合参数化方案以及预测极端事件对海洋生态环境的影响具有重要的科学意义。

该研究由国家自然科学基金、广东省自然科学基金、中国科学院项目等共同资助完成。 

相关论文信息：

Gong, Y., Chen, L., Liu, M., Xu, J., Chen, Z., & Cai, S.* (2026). Three‐dimensional characteristics and dominant forcing mechanisms of third waves generated by nonlinear near‐inertial wave and internal tide interactions. Geophysical Research Letters, 53(4), e2025GL120443.

文章链接：https://doi.org/10.1029/2025GL120443

图1. 台风经过前后，南海北部不同站位处近惯性内波与全日/半日内潮相互作用产生的“第三波”能量变化差异

图2. 南海北部不同区域，近惯性内波和全日/半日内潮对“第三波”能量的贡献比（因果分析信息流比）