近日，Frontiers in Marine Science期刊在线发表物理海洋教育部重点实验室最新科研成果“Impact of wave–current interactions on the detachment of low-salinity water from Changjiang River plume and its subsequent evolution”（浪-流相互作用对长江锋面处低盐水团脱离及其后续演变的影响），该成果由实验室宋德海副教授和丁扬副教授所在科研团队与自然资源部第一海洋研究所合作完成，实验室在读博士生蒋志鹏为成果第一作者。

　　长江因携带巨大的淡水和泥沙含量，流出口门后便与周围海水混合，并向外充溢而形成东海最显著的水文特征之一——长江冲淡水（CDW）。CDW对东中国海的水文、地质以及生态环境要素分布具有重要影响。海上调查、卫星遥感和数值模拟结果均常发现长江冲淡水锋面外侧有孤立的低盐水团从冲淡水主体中脱离。脱离的低盐水团保存了丰富的陆源水体信息如相对周边水体较高的营养盐浓度等，在其移动过程中容易引发局部海域的赤潮和水体缺氧，对东海生态环境具有重要影响。低盐水团在脱离冲淡水主体后能够较长时间存在，并将陆源物质带至济州岛西南甚至更远的海域，是东海重要的物质输运过程。

图1：低盐水团中心移动轨迹

　　目前学界对于低盐水团脱离的主导机制存在争议，潮汐、风、斜压不稳定等机制均可以导致低盐水团脱离，但前人研究尚未考虑过波浪的影响。鉴于波浪在浅海区域的重要性，本研究建立了基于FVCOM和MDO-Wave的浪-流耦合三维斜压模型，探讨波浪在长江锋面低盐水团脱离及其后续演变过程中的作用。研究发现，波浪通过增强水体垂向混合、增强北向流对CDW的挤压及增强沿岸上升流三种途径加速了低盐水团从冲淡水主体中的脱离，低盐水团脱离后，虽然其运动轨迹主要受海表面风的驱动，但波浪使得低盐水团的移动速度加快、移动轨迹更长（图1），进而扩大了低盐水团的影响范围；同时，波浪加快了低盐水团与底层水体的交换，使其核心盐度增长更快，从而加速了低盐水团的消退，降低了低盐水团的影响时长。

　　不同浪-流相互作用机制的分析结果表明，形阻项（Form drag）在低盐水团脱离及其演变过程中的贡献最大，波浪产生压力可以通过动量方程和湍流动能（TKE）方程垂直传递，从而增强水体的垂向混合，并改变流场的分布；TKE方程中波浪耗散项的作用主要体现在削弱长江口的东北向流动，限制CDW的拓展；而波能平流输运和折射项则对上升流增强的贡献最大。结合科研团队前期研究成果（Gao et al., 2018; Song et al., 2021）可以发现，浪-流相互作用对近海泥沙输运、海湾-陆架交换、低盐水团脱离与演变等过程均有重要影响，但其主导机制各不相同。上述研究成果由国家自然科学基金委面上项目（41876088和41876085）等资助完成。

图2. 以2006年7月13日（上排）和7月14日（下排）日平均海表盐度所表征的不同浪-流相互作用下低盐水团的脱离情景（灰色等值线为24、26、28和30等盐度线）

参考文献：

· Jiang, Z., D. Song, Q. Wei, and Y. Ding (2022), Impact of Wave-Current Interactions on the Detachment of Low-Salinity Water from Changjiang River Plume and Its Subsequent Evolution, Frontiers in Marine Science, 9, doi:10.3389/fmars.2022.863540.

· Gao, G. D., X. H. Wang, D. Song, X. Bao, B. S. Yin, D. Z. Yang, Y. Ding, H. Li, F. Hou, and Z. Ren (2018), Effects of Wave-Current Interactions on Suspended-Sediment Dynamics during Strong Wave Events in Jiaozhou Bay, Qingdao, China, Journal of Physical Oceanography, 48(5), 1053-1078, doi:10.1175/jpo-d-17-0259.1.

· Song, D., W. Wu, and Q. Li (2021), Effects of Wave-Current Interactions on Bay–Shelf Exchange, Journal of Physical Oceanography, 51(5), 1637-1654, doi:10.1175/jpo-d-20-0222.1.