近日，Journal of Geophysical Research: Oceans在线发表海洋与大气学院的最新科研成果“Drastic fluctuation in water exchange between the Yellow Sea and Bohai Sea caused by Typhoon Lekima in August 2019: A numerical study”（2019年台风利奇马引起黄渤海间剧烈水交换的数值模拟研究）。该成果的第一作者为海洋与大气学院硕士研究生闫俊杰，通讯作者为学院翟方国教授和浙江大学顾艳镇副教授。
渤海海峡是渤海和黄海之间交换热量、盐分、养分等物质的唯一通道，通过该海峡的水交换是调节东中国海动力-生态条件的重要因素之一，对于沿海国家的社会经济发展具有重要作用。近几十年来，过境黄渤海的台风数呈增加趋势。2019年8月，台风利奇马在中国东南部登陆后继续向北移动进入渤海，山东半岛沿岸海域的海底有缆在线观测系统记录了台风通过期间海面的剧烈变化。本文结合高分辨率数值模式详细研究了台风利奇马过境期间黄渤海水体交换的时间变化特征和动力学机制。结果表明台风利奇马过境期间，通过渤海海峡的体积输运表现为先强流入后强流出的时间变化特征，变化幅度为1.88Sv，大于冬春季风暴以及同年其他台风期间的变化幅度，也远大于季节-年际变化幅度；渤海海峡依次经历全海峡流入、全海峡流出和南侧流出北侧流入等三个阶段（图1）。
图1.（a）2019年渤海海峡净体积输运的时间序列（单位：Sv）。（b）台风“利奇马”过境期间（8月9-15日）渤海海峡净体积输运的时间序列（单位：Sv）。（c-k）台风“利奇马”过境期间不同时刻渤海海峡断面上的纬向余流(单位：m s−1)。正(负)纬向流表示向东(向西)。
第一阶段的全海峡流入由台风引起的强烈东北风通过局地Ekman动力学驱动，第二阶段的全海峡流出是东风快速减弱导致海洋动力调整的结果，第三阶段的南侧流出北侧流入为渤海和北黄海大尺度气旋式环流异常的一部分。研究还发现，利奇马引起的黄渤海水交换与冬季风暴和其他台风引起的黄渤海水交换变化相位相反。极端天气事件导致黄渤海剧烈水交换的动力学机制主要包含局地Ekman动力学和陆架陷波动力学，不同事件期间的具体动力学机制存在较大差异。进一步分析表明，在极端天气事件期间，利用渤海海峡两侧海面高度差计算的地转体积输运在很大程度上可以表征真实的体积输运（图2）。
本研究首次系统分析了台风引起渤海海峡剧烈水交换的特征及其动力机制，突出了不同天气事件期间渤海海峡体积输运变化的动力学差异。这不仅为中国近海动力-生态过程的研究提供重要参考，也丰富了我们对全球海峡水交换关键过程的认识。
图2.（a）2019年通过渤海海峡的净体积输运（单位：Sv）和使用不同方法计算的地转体积输运（单位：Sv）以及渤海海峡两侧海面高度差（单位：m）的时间序列。（c-d）与（a）类似，但分别在不同台风过境期间。
发表文章列表：
Yan, J., Zhai, F., Gu, Y., Liu, X., Li, P., Liu, Z., & Wang, Y. (2023). Drastic fluctuation in water exchange between the Yellow Sea and Bohai Sea caused by Typhoon Lekima in August 2019: A numerical study. Journal of Geophysical Research: Oceans, 128, e2022JC019260.
文章链接：
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2022JC019260.