海洋所揭示温带气旋引起的海平面响应机制

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作为极端天气系统之一，温带气旋会引起海平面的显著响应，即温带风暴潮。

据统计，我国近海北部是全球受温带风暴潮影响最频繁和最严重的地区之一。中国科学院海洋研究所研究员侯一筠、胡珀研究团队通过对不同类型温带风暴潮进行准确模拟，确定了最易致灾的气旋类型以及受灾较严重的近海区域，阐明了海平面响应的生成和传播机制，将为中国近海北部沿海城市群的防灾减灾提供重要科学依据。相关成果近日发表在国际学术期刊《地球物理研究杂志-海洋》。 

据介绍，在中国近海过境的温带气旋主要分为江淮气旋、黄河气旋、渤海气旋和黄海气旋等四种类别，不同类别温带气旋对海平面的影响差异显著。科研人员构建了三维区域浪-流耦合数值模型，围绕不同类别和不同路径的温带气旋进行了系统研究。研究发现，江淮气旋所引起的风暴潮最为剧烈，其次为黄河气旋。温带风暴潮影响最大的区域为莱州湾、渤海湾、江华湾和南黄海西岸。 

中国近海北部7个典型温带气旋所引起的流场和水位变化时空分布  海洋所供图

研究发现，风场是引起温带风暴潮的主要驱动因素。局地风场决定了水位变化的趋势和峰值发生时间，而远程风场通过水体移动整体改变水位。大气压力对水位的影响取决于温带气旋的过境位置。天文潮-风暴潮-海浪之间的相互作用会进一步调制水位，发生类周期性振荡。温带气旋引起的水位响应会诱发海域产生较强的沿岸阻塞波，在半封闭海域沿逆时针方向传播。水位响应的强度决定了沿岸阻塞波的传播距离，波动能量在海岬或较大地形变化区域容易消散。沿岸阻塞波的形成使得水位响应相对于风场存在明显的时间滞后。 

该研究得到了国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项共同资助。