近日，海洋所尹宝树研究团队在东海跨陆架输送机制研究中取得重要进展，相关成果发表于JGR: Oceans。

在陆架上，海流主要沿陆架（等深线）流动，跨陆架海流较少。但是近海物质向外海输送主要通过跨陆架海流完成，其对大洋-近海物质循环具有重要意义。东海浙闽沿岸区域是跨陆架输送的高发区，但目前对其机理认识不足。基于研究团队前期开发的四维变分同化模式系统及再分析数据集（He et al, 2022, Ocean Modelling），尹宝树团队提出了驱动跨陆架输送的两个关键机制，即沿岸流辐合和温跃层起伏。

通过卫星观测的叶绿素a和模式盐度分布对比（图1）表明，再分析数据再现的2014年夏季3个跨陆架强锋面（根据锋面形态特征，也称为穿刺锋面，本研究仅关注强度较强的大尺度穿刺锋面，故称跨陆架强锋面）与卫星观测吻合，并且模拟的跨陆架强锋面3维结构与之前研究中观测到的结构类似。3个跨陆架强锋面中，有2个跨陆架强锋面是由于台湾暖流和浙闽沿岸流的辐合引起的，另外一个跨陆架强锋面是由于温跃层起伏引起（图2）。在这两种机制中，和跨陆架强锋面相关的离岸流满足地转平衡，受沿陆架的压强梯度力驱动；在第二种机制中，热量收支分析表明温跃层的起伏主要是由水平和垂向平流作用导致。

敏感性实验进一步表明，潮汐强迫和南风的松弛是跨陆架强锋面形成必不可少的条件。潮汐使得浙闽沿岸流的轴线向离岸方向移动了约50公里，从而使得浙闽沿岸流正好撞在台湾暖流的主轴上，导致海流的辐合；南风的松弛使得浙闽沿岸流能够向南延伸，夏季南风的松弛主要和台风相关。在没有风和台湾暖流天气尺度的变化时，跨陆架强锋面周期性地形成，其原因主要与小潮期间浙闽沿岸流的加强有关。

图1. 卫星观测和模式模拟的跨陆架强锋面的对比。左列为卫星观测的叶绿素a浓度，右列为模式模拟的盐度和上20米平均的海流。红色箭头和字母“A-C”标注了跨陆架强锋面的位置。(c，d)中黑色空心箭头表示台湾暖流向长江口水下河谷的入侵。每个子图上标注了对应的日期。黑色等值线表示30 psu等值线。红色线表示60米等深线。

图2. 跨陆架强锋面的两种关键机制示意图 (a) 台湾暖流和浙闽沿岸流的辐合，(b) 温跃层的起伏

文章第一作者为原中国科学院海洋研究所博士研究生何志伟，通讯作者为杨德周研究员，论文合作者还包括华东师范大学吴辉教授。研究得到了国家自然科学基金重点和面上项目、中国科学院先导专项等项目联合资助。

论文链接： https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2022JC019075

论文信息：He, Z., Yang, D., Yin, B., & Wu, H. (2024). Two key mechanisms of large‐scale cross‐shelf penetrating fronts in the East China Sea: Flow convergence and thermocline undulation. Journal of Geophysical Research: Oceans, 129, e2022JC019075. https://doi.org/10.1029/2022JC019075

He, Z., Yang, D., Wang, Y., & Yin, B. (2022). Impact of 4D‐Var data assimilation on modelling of the East China Sea dynamics. Ocean Modelling, 176, 102044.

https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2022.102044