东海陆架半日内潮的能量与变异性:局地生成与远程强迫的博弈

【字体: 时间:2025年08月31日 来源:Progress in Oceanography 3.6

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  本研究通过高分辨率数值模拟揭示了东海(ECS)半日内潮(ITs)的能量分配与季节变异机制,发现夏季分层变化主导潮能峰值,局地地形生成(1.32 GW)贡献了陆架区主要能量,而陆坡远程传播潮能虽总量较小(0.25 GW跨200米等深线)却塑造了外陆架显著的跨等深线能量输送不对称性(2.3:1),为理解陆架生物地球化学过程提供动力学新认知。

  

Highlight

东海陆架半日内潮(ITs)的能量分布呈现显著季节特征,夏季分层强化期潮能活动达峰值。数值模拟揭示两种关键生成机制:局地地形强迫(如长江口邻近海丘)贡献主导性能量预算(1.32 GW,200米以浅),而源自陆坡的向岸传播潮能虽总量占比低,却在外部陆架区(100-200米水深)产生惊人的跨等深线不对称输运——200米等深线处向岸通量(0.25 GW)是离岸通量(0.11 GW)的2.3倍,100米等深线处达1.9倍(19.22 MW vs 10.04 MW)。

Generation and energetics

东海半日内潮的斜压能量转换热点集中分布于陆坡与琉球岛链地形,总转换率达10.55 GW,其中98%发生在1100米以浅的持久密度跃层区。台湾东北部的I-Lan海脊与Mien-Hua峡谷系统因陡峭地形与强潮流耦合,成为太平洋最强的M2内潮"发电机"之一,其产生的低模态潮能呈扇状向陆架区辐射。

Energy budget of semidiurnal ITs over the shelf

基于50/100/200米等深线的能量分区核算显示,陆架内潮场实为局地生成与远程传播组分的动态叠加。长江口邻近的中陆架海山群表现出强烈的局地转换峰(>50 W/m2),而陆坡生成的向岸通量受"地形临界性"调控——当背景 stratification 与地形坡度满足临界条件时,能量穿透效率提升3倍。这种"双引擎"驱动机制导致夏季陆架混合层出现脉冲式营养盐上涌,直接调控初级生产力时空格局。

Conclusions

研究首次量化了东海陆架内潮能量收支的"二元驱动"特征:局地地形贡献68%总能量,而陆坡远程传播组分虽仅占12%,却是外陆架生物地球化学过程的关键调控者。该发现为边缘海"潮汐搅拌机"模型提供了新的参数化方案。

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