近日，物理海洋学领域国际顶级期刊《Journal of Physical Oceanography》（中科院二区Top，影响因子3.806）以“Observations of intermittent seamount-trapped waves and topographic Rossby waves around the slope of a low-latitude deep seamount”（绕低纬度深海海山斜坡的间歇性海山捕获波与地形罗斯贝波观测）为题发表了广州海洋地质调查局高级工程师郭斌斌等在海山环流动力研究方面的成果。
海山作为大洋中典型的突变地形，可支持次惯性地形捕获波的存在。在北（南）半球，它们绕海山顺时针（逆时针）传播。地形捕获波可引起强底流，对深海混合、地质沉积、生态系统等具有重要意义。前人研究主要聚焦于次惯性全日潮激发的中、高纬度海山捕获波。但在低纬度（<27°），潮是超惯性的，不再能共振激发次惯性的海山捕获波。目前，对低纬度海山捕获波的特征及驱动机制还不得而知。
基于低纬度西太平洋采薇海山4套潜标观测，研究团队发现了海山斜坡同时存在13–24天、3.3–4.7天周期的间歇性海山捕获波与地形罗斯贝波。观测的海山捕获波表现为：海山两侧水平流呈现一对绕海山顺时针传播的反向旋转偶极子，海山两侧方位流速（温度）位相相反。而当次惯性时间尺度的强能量仅出现在海山一侧时，表征为地形罗斯贝波，其垂向捕获尺度为192–379 m，波长为14–28 km。数值模拟表明采薇海山次惯性海山捕获波主要表现为高模态：13–24天周期海山捕获波对应方位波数为1、径向-垂向模态为5，而3.3–4.7天周期海山捕获波对应方位波数为3、径向-垂向模态为3。上层中尺度扰动可以为海山捕获波和地形罗斯贝波提供能量，而扰动的空间尺度以及作用到海山的空间范围决定了是激发海山捕获波还是地形罗斯贝波。
本研究从观测与模拟证实了低纬度深海间歇性次惯性海山捕获波的存在，揭示了其动力机制，对理解深海环流变率及其与上层海洋的能量通道具有重要意义，为回答西太重大研究计划“西太平洋复杂地形下的海洋多尺度相互作用与能量串级”这一关键科学问题提供了科学支撑。
图 观测的采薇海山捕获波
论文第一作者为广州海洋地质调查局高级工程师郭斌斌，共同通讯作者为南海海洋研究所舒业强、王卫强研究员，合作者包括何高文、梁前勇、张东声、于璐莎、王俊、邓希光、杨永、谢强、邓义楠、苏丹仪。论文主要完成单位包括广州海洋地质调查局、南海海洋研究所、第二海洋研究所等。研究工作得到了国家自然科学基金、中国大洋协会航次、中国地质调查项目、天然气水合物勘查开发国家工程研究中心自主项目等共同资助。
论文信息：Guo, B., Shu, Y.*, Wang, W.*, He, G., Liang, Q., Zhang, D., Yu, L., Wang, J., Deng, X., Yang, Y., Xie, Q., Deng, Y., & Su, D. (2024). Observations of Intermittent Seamount-Trapped Waves and Topographic Rossby Waves around the Slope of a Low-Latitude Deep Seamount. Journal of Physical Oceanography, 54(1), 281-299. https://doi.org/10.1175/JPO-D-22-0121.1
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