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）杜岩研究员团队揭示了南海涡动能在夏季风爆发后增长停滞现象的形成机制，相关成果以博士研究生林俊澍为第一作者，杜岩研究员和王闵杨助理研究员为共同通讯作者发表在国际期刊Journal of Geophysical Research: Oceans上。
季风系统是南海冬夏季上层环流的主要驱动力，南海环流在冬季表现为大的气旋式环流，在夏季表现为北部气旋式而南部反气旋的偶极子环流特征。南海夏季风爆发向海洋输入能量，对夏季环流结构的建立至关重要，然而季风爆发过程中海洋能量转化与耗散情况仍不清楚。
本研究团队发现南海夏季风爆发后，西南风迅速增强，季风向海洋输入的能量显著增加，但越南以东海域的涡动能在季风爆发20天后才显著增长（图1）。针对此现象，本研究使用卫星观测数据和再分析资料并结合能量收支诊断研究了涡动能增长停滞的形成机制。结果表明，由于风和表层流场反向，导致了耗散的显著增加，季风输入的95%能量被高风速引起的混合层内的强耗散过程消耗（图2）。海洋内部的能量传递也存在着调整，通过正压不稳定过程，涡动能不断向大尺度环流输送能量，建立夏季环流结构。在近岸区域，夏季风驱动形成的上升流在夏季风爆发后迅速建立，上升流带来的有效位能通过浮力做功即斜压不稳定过程增强涡动能，随着这一部分水体被输运到离岸区域，有效位能又被迅速释放，涡动能在离岸区域减弱。
本研究分析了南海夏季风爆发后涡动能增长停滞的形成机制，并揭示了季风爆发后海洋能量的传递过程，有助于增强对南海环流涡旋场和季风过程在多时空尺度上的变化和相互作用的理解，进一步提升对季风调制的多尺度海洋能量传递过程的认识。
该研究由国家自然科学基金、中国科学院项目和南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）等共同资助完成。
相关论文信息：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.
文章链接：https://doi.org/10.1029/2023JC020836