【科研进展】南海西北部浅水海域浪流相互作用研究取得新进展

浪流相互作用可对近岸和浅水陆架海区的水动力过程起显著的调制作用，开展南海西北部浅水海域的浪流相互作用研究有助于加深人们对当地水动力环境的认知，护航沿海一带社会民生安全与蓝色经济健康持续发展。

我院物理海洋团队基于浮标资料、卫星遥感资料、海流计资料等实测数据展开统计分析，并利用COAWST（the Coupled Ocean-Atmosphere-Wave-Sediment Transport modeling system）耦合数值模式设计一系列数值诊断实验，尝试初步的理解浪流相互作用在研究海区内扮演的动力角色。

在北部湾内，研究发现海南岛西侧近岸处的强潮流可对波浪产生有效的折射，从而使当地成为流场影响有效波高分布的显著区。波浪增强的底摩擦应力可削弱夏季湾内气旋式环流的近岸部分，一方面导致自海湾南部输运至北部冷水团区的冷水供应量减少，诱发冷水团区的水体增温；另一方面减弱的背景环流也导致湾顶处冲淡水向下游的输运被抑制，更多的淡水被困于河口附近，从而导致近场处（near field）盐度降低而远场处（far field）盐度升高。该成果发表于SCI二区期刊《Acta Oceanologica Sinica》，我院实验教学中心杨婧灵老师为第一作者，物理海洋团队成员白鹏为通讯作者。

在琼州海峡内，异常强烈的潮流使得当地成为流场调整波浪场的潜在热区。选定大潮期间东向和西向最大潮流为典型案例，分别讨论两种情形下水位变化及潮流对波浪场的影响。在琼州海峡东口处，最大西向潮流伴随的正水位加深了承载波浪运动的实际水深，有益于波浪能量的西传从而增加有效波高。东向和西向最大潮流均有利于海峡东口处波高的增强，但两者物理作用机制不同：前者通过流致辐聚效应实现，后者经由流致波数位移生效。通过流致折射作用，东向（西向）最大潮流可在海峡中轴线以北的海区引起谱峰波向的逆时针（顺时针）旋转，而在以南的海区触发顺时针（逆时针）旋转。该成果被SCI二区期刊《Acta Oceanologica Sinica》录用待刊并将于近期发表，我院物理海洋团队成员白鹏为第一作者，浙江大学海洋学院博士后刘聪为通讯作者。

作者言：浪流相互作用是一个经典却充满新挑战的课题，因作者水平有限，热切期待读者能够斧正上述工作中存在的不当甚至错误之处，敬请致信baip@gdou.edu.cn。

图1. 数值实验Exp. R4 (a), R5 (b), R6 (c)及R7 (d)与实验Exp. R1模拟的2014年6月北部湾内深度平均流的差异。图中箭头指示流速的变化方向，颜色代表流速的变化量值，黑色方框标识出北部湾夏季冷水团所在位置，红线为断面EF。

图2. （a）东向最大潮流的散度场（红色等值线标识辐聚，绿色等值线标记辐散）及其在琼州海峡东口处引发的有效波高变化（填色）；（b）同（a），但为西向最大潮流作用下情形；（c）波浪群速度分布。注：（a）、（b）中有效波高变化在0.05m以内的区域未绘制。

论文链接：

[1] Yang Jingling, Jiang Shaocai, Wu Junshan, Xie Lingling, Zhang Shuwen, Bai Peng*. 2020. Effects of wave-current interaction on the waves, cold-water mass and transport of diluted water in the Beibu Gulf. Acta Oceanologica Sinica, 39(1), 25-40.

[2] Bai Peng, Ling Zheng, Liu Cong*, Wu Junshan, Xie Lingling. 2020. Effects of tidal currents on winter wind waves in the Qiongzhou Strait: A numerical study. Acta Oceanologica Sinica. (In publication)