近日，国际著名期刊Journal of Geophysical Research: Oceans在线发表了海洋与大气学院最新科研成果“Effects of Breaking and Non-breaking Surface Wave Mixing on the Changjiang River Plume Dynamics in Summer”（波浪破碎混合和非破碎混合对夏季长江冲淡水动力学的影响）。该成果第一作者是海洋与大气学院博士生迟玉涛，通讯作者是学院荣增瑞副教授。
长江冲淡水的扩展变化对东海的动力调整和环境演变有重要影响，波浪作为上层海洋的重要动力过程和混合源，可以显著改变上层海洋结构和海洋过程的模拟。长江冲淡水区的波浪混合效应，以及波浪混合对长江冲淡水动力系统的改变，是波浪混合研究和长江冲淡水动力学研究共同面临的重要问题。本文基于浪流耦合模型COAWST研究了波浪破碎混合以及非破碎波浪混合对长江冲淡水三维结构的影响特征和调制机理。夏季平静天气条件下，波浪破碎混合对于长江冲淡水的影响较小，主要原因是夏季波浪破碎产生的表面湍动能通量输入较小。非破碎波浪混合则显著增加了垂向混合系数和海洋上层的垂向动量交换（图1），显著加深冲淡水厚度、减小冲淡水水平扩展范围，提升模式对冲淡水三维结构的模拟能力。
图1. 不同湍封闭方案给出的垂向混合系数：（a）不考虑波浪混合；（b）考虑波浪破碎混合；（c）考虑波浪运动引起的湍生成项Pw；（d）考虑非破碎波浪混合引起的垂向混合系数Bv
夏季，冲淡水扩展区域向东的埃克曼输运与顺时针的浮力羽流叠加，使得海表面流速呈现北强南弱的特征，是冲淡水锋面南北不对称主要形成机制 (图2a)。非破碎波浪混合使得风动量输入达到更大深度，减弱了表面埃克曼流速，增加了次表层流速，整体埃克曼输运保持不变。降低的表层流速减弱了冲淡水的扩展速率，使更多冲淡水局限在近河口区域，增强了近河口区的压强梯度，继而通过地转调整增强了顺时针的浮力羽流，进一步增强长江冲淡水盐度锋面的南北非对称结构（图2b-d）。
荣增瑞课题组主要对中国近海动力和生态环境演变开展研究，该工作是课题组冲淡水动力学系列工作的延续，较为系统地研究了长江口的动力特征，以及潮汐、波浪等动力学过程对冲淡水动力学的影响机制。
图2. (a)夏季长江冲淡水结构三维视图；(b)夏季观测到的长江冲淡水北侧和南侧盐度垂向分布（2011年7月）；(c)沿陆架断面的盐度分布（不考虑波浪混合）；(d) 沿陆架断面的盐度分布，考虑非破碎波浪混合，非对称性增大。
发表文章列表：
Chi, Y., & Rong, Z. (2023). Effects of Breaking and Non-breaking Surface Wave Mixing on the Changjiang River Plume Dynamics in Summer. Journal of Geophysical Research: Oceans, 128, e2022JC019501.
文章链接：http://doi.org/10.1029/2022JC019501