中國科學院煙臺海岸帶所最新研究厘清溫帶半封閉海域與開闊大洋在復合風場下波浪響應的本質差異！

全球氣候變暖背景下，西北太平洋臺風路徑顯著向高緯度偏移，臺風影響范圍由熱帶、亞熱帶海域持續向北擴張至溫帶海區，頻繁形成臺風北上疊加冷空氣南下的復合型強風場，給我國溫帶近岸海域安全與海岸防護造成全新威脅。當前研究多聚焦單一臺風、單一冷空氣驅動的波浪過程，兩類天氣系統共同作用下海域波浪的耦合響應規律、非對稱驅動機制尚不清晰。

針對這一問題，中國科學院煙臺海岸帶研究所近岸河口物理海洋研究組（毛淼華研究團隊）在我國渤海開展了典型溫帶半封閉海域臺風與冷空氣協同作用下極端風浪演化機理研究，相關成果發表于國際權威物理海洋期刊?Journal of Geophysical Research: Oceans。

研究團隊以2019年臺風“利奇馬”過境渤海、同步遭遇北下冷空氣這一典型復合極端天氣過程為研究案例，耦合風場解耦技術與精細化波浪數值模擬手段，定量剖析臺風、冷空氣兩類風場對渤海波浪特征、全域海況演變的差異化驅動作用，精準量化兩類系統各自對波浪場的貢獻占比。

本研究主要得到三點核心結論：

（1）受風向對沖、波浪非線性相互作用、淺海地形約束、冷空氣強度臨界閾值多重因素調控，臺風與冷空氣雙重強風疊加不會簡單加劇海域波浪，反而會對半封閉海域有效波高增長產生抑制作用（圖1）；

（2）極端海況變化劇烈區域集中于臺風移動路徑沿線；特定時段內，渤海全域波浪譜由冷空氣生成的遠距離涌浪主導，臺風局地風生浪僅起次要調控作用（圖2）；

（3）遼東灣、渤海灣、萊州灣、渤海中部等不同海區波浪時空差異，直接受控于冷空氣來向、臺風移動軌跡、海區相對臺風中心的空間位置三大要素；西北風、東北風背景下，各海灣波高演化規律存在顯著差異（圖3）。

圖1臺風、冷空氣耦合、單獨作用下渤海有效波高空間分布及兩類風場對波浪的相對貢獻

圖2渤海多分區時序波浪譜及臺風、冷空氣分別主導下的海況結構差異

圖3不同冷空氣來向、臺風移動路徑下渤海各海區波高空間分異控制機制與時空聚類特征

該研究厘清溫帶半封閉海域與開闊大洋在復合風場下波浪響應的本質差異，完善了北上亞熱帶臺風與南下亞極地冷空氣耦合下近岸波浪動力學理論體系，填補了復合型極端海浪非對稱強迫機制研究空白。研究成果可支撐溫帶半封閉海域復合強風事件的海洋災害預警、海岸工程防護與海上作業風險管控，有效提升渤海及同類淺海海域極端海況預報精度，助力沿海防災減災體系建設。

論文第一作者為煙臺海岸帶所彭婕特別研究助理，通訊作者為毛淼華研究員。研究得到國家自然科學基金等項目的資助，同時獲得中國科學院“東方之星”等超算平臺算力的支撐。

相關論文信息：

Peng, J., Mao, M.*, and Du, J. (2026). Composite extreme wind‐wave event: Asymmetric forcing from typhoon and cold air in a temperate semienclosed sea. Journal of Geophysical Research: Oceans, 131, e2026JC024175. https://doi.org/10.1029/2026JC024175

Peng, J., Mao, M.*, and Xia, M. (2024). Wave Spectra Analysis on the Spatiotemporal Variability of Sea States under Distinct Typhoon Tracks in a Semienclosed Sea. Journal of Physical Oceanography, 54(3), 783-807. https://doi.org/10.1175/JPO-D-23-0066.1

Peng, J., Mao, M.*, and Xia, M. (2023). Dynamics of wave generation and dissipation processes during cold wave events in the Bohai Sea. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 280, 108161. https://doi.org/10.1016/j.ecss.2022.108161

• 信息來源：中國科學院煙臺海岸帶所。

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