image: 埕北海洋气象观测平台(CBOT)的位置(a)、近照(b)以及涡动相关系统(ECS)架设示意图(c). (c)中TP和CA分别表示温压传感器和机械风速风向仪 view more
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《中国科学-地球科学》中英文版发表了自然资源部第一海洋研究所陈胜副研究员和乔方利研究员等的研究成果。该研究利用海上塔基观测平台设计了海浪与海气动量通量同步观测实验，揭示了风浪对风应力的影响机理，发现风浪会使得风应力增加。
海浪对海气界面风应力的影响已经得到越来越多的关注。根据产生机理不同，海浪分为风浪和涌浪，两者对风应力的调制作用存在显著差异。该研究团队利用南海近岸塔基平台观测资料，揭示了涌浪对风应力的作用，发现涌浪会减小风应力，涌浪致应力可以修正风生传统湍流应力与观测之间的正偏差，相关成果于2020年10月发表于Geophysical Research Letters。然而，由于缺乏中高风速下的风浪与动量通量的同步观测，纯风浪对风应力的调制机理仍不清晰。因此，该团队在中石化胜利油田分公司海洋采油厂的支持下，基于渤海南部海域塔基平台，设计了科学实验并搭建了高频湍流观测系统（图1），获取了冷空气影响下的风浪与海气动量通量同步观测资料。分析发现：在冷空气影响下，西北和东北来风导致的风浪状态不同，引起的风应力也有所不同。传统的风生湍流应力偏离动量通量观测值，偏离程度依赖于风速和风浪状态，风和浪越大则引起的偏差越大。风浪致应力可以修正传统风生湍流应力与观测值之间的负偏差（图2）。海洋和气候数值模式需要考虑涌浪和风浪对风应力的不同作用，可通过波浪边界层模型将不同状态的海浪作用通过波致应力的形式展现。
陈胜, 薛宇欢, 杨宝山, 俞永庆, 乔方利. 2023. 风浪对海气动量通量影响的观测与分析. 中国科学: 地球科学, 53(7): 1563–1571
https://www.sciengine.com/SSTe/doi/10.1360/SSTe-2022-0337
Journal
Science China Earth Sciences