【科研进展】南海西北陆架海垂向物质输运对台风响应研究取得新进展

垂向环流是海水运动重要组成部分，对海洋生化要素输送和海底沉积沉降等具有重要作用。南海西北陆架海垂向环流活跃，同时也是台风的常经之路，台风引起的强垂向混合和水体涌升备受关注，台风影响下垂向环流的时空变化和物质输运的量化有待探究。不过通常海水垂向流速的量级很小，难以直接观测，前人多用艾克曼抽吸估算台风引起垂向流速。

学院物理海洋团队利用2005年热带风暴‘天鹰’过境南海西北部陆架海期间的潜标观测数据，引入定点观测垂向流速动力诊断方法，通过局地水平流速和密度场的时间及垂向演化来估算垂直流速，量化了垂向对流质量输送率。2005年7月30-31日‘天鹰’过境时，混合层以上升流为主，垂向流速显著增强，平均达到110-3 m/s，比平均艾克曼抽吸大1个量级。相比混合层，跃层及深层垂向流速则小一个量级。机制分析显示，上层垂向流速主要受地转形式垂向流速控制，下层则主要受密度不稳定垂向流速控制。台风过境期间垂向流速引起的对流质量输运率比垂向湍流混合引起的扩散物质输运率大一个量级，台风过境期间最大上涌输运率达到110-5 kg/(m3·s)量级。

上述成果2020年发表在《Estuarine, Coastal and Shelf Science》期刊第235期。我院硕士研究生王丽菊同学为第一作者，谢玲玲教授为通讯作者。

图1. 2005年7月“天鹰”过境南海西北陆架引起的垂向流速及质量输运

（a）垂向流速时间-深度分布图，（b）混合层平均垂向流速及各垂向流速分量，（c）台风前后及期间垂向对流质量输运，（d）台风前后及期间垂向混合扩散质量输运

论文链接：

Wang Liju, Xie Lingling*, Zheng Quanan, Li Junyi, Li Mingming, Hou Yijun. Tropical cyclone enhanced vertical transport in the northwestern South China Sea I: Mooring observation analysis for Washi (2005). Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2020, 235: 106599.