中尺度涡（～100 km）、亚中尺度涡（～1 km）、锋面环流（～0.1 km）和台风风暴潮（1-3 d）等海洋中小尺度动力过程是国际研究热点，实验室近海动力团队在南海中尺度涡热量输送、东海亚中尺度涡物质输送、黄海锋面环流和南海台风风暴潮方面取得研究进展，成果发表于GRL、ERL、JPO、Science China-Earth Sciences和JGR。

        进展一：揭示南海中尺度涡引起的热量输送的时空变化特征及其机制。南海和西太海域涡致热通量的量级与总热通量相当，对全球和区域气候系统具有重要调制作用。通过构建南海高分辨率同化模型，本研究得出吕宋海峡以西和越南以东两个涡致热输送活跃海域（图1）。其中主要亮点是更新了对吕宋以西涡致热输送的认识，发现其存在较强的向北涡致热输送，并受到up-gradient的作用。

        进展二：揭示东海亚中尺度涡冬季离岸物质输运过程。受到冬季东北季风作用，近岸物质输运通常认为以向岸Ekman输送为主，但亚中尺度过程挑战了这个观点（图2）。本研究通过长期观测和高分辨率数值模拟，揭示了在东海30－70 m等深线范围内存在冬季离岸流，该离岸流甚至在50－70 m等深线海域强于风致Ekman输运。冬季季风期间弱风和强风模式的交替为沿海海域显著的亚中尺度离岸运输提供条件。

        进展三：探明黄海养殖活动对锋面环流和营养盐补充作用。随着沿海水产养殖业的发展，养殖设施已延伸至30 m等深线的开阔外海，高密度养殖影响了锋面环流结构。基于高分辨率的水动力模型，养殖后边界附近的南向流有所增强，并出现一个逆时针翻转的跨锋面环流，其大小超过无养殖条件下顺时针翻转的跨锋面环流。养殖边界环流显著减弱了外海向养殖区的营养盐补充。

        进展四：揭示夏季浙闽沿岸穿刺锋面生消演变过程。利用GOCI叶绿素a数据，捕捉到浙闽沿岸穿刺锋面一次生消演变的全过程，得出其时空逐日演变特征，并探讨了风场和环流在其演变过程中的作用。台风作用下长江冲淡水南下并堆积在浙闽沿岸是穿刺锋面产生的一个重要前提，穿刺锋面东扩前期主要由风生漂流所致，后期是风场和台湾暖流外侧分支共同作用导致。数值示踪模拟实验证实了风场和台湾暖流在上述穿刺锋面运移过程中的作用。

        进展五：探明南海台风增强和台风增速下的风暴潮增水风险。珠江口和大亚湾登陆热带气旋的统计显示，相比2000年代，2010年代强台风登陆频率有所增加，台风移动速度增速明显。基于验证后的集合模拟资料（约50万个不同路径、最大风速、最大风半径、平移速度和潮汐条件的风暴潮事件），量化了风暴潮增水风险。结果显示风暴潮对登陆台风增速比登陆台风增强更敏感；海岸线的几何形状对风暴潮起到较大调制作用；在风暴潮和潮汐相互作用下，极端海平面可增加或减少最大风暴潮水位的10%。

参考文献

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Xuan, J.*, Ding, R., Zhou, F.*, (2021). Storm surge risk under various strengths and translation speeds of landfalling tropical cyclones, Environmental Research Letters, https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac3b78 

Ding, R., Xuan, J.*, Zhang, T., Zhou, L., Kang, I. S.*, (2021), Eddy-induced heat transport in the south china sea, Journal of Physical Oceanography, 51(7), 2329–2349, https://doi.org/10.1175/JPO-D-20-0206.1 

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Wang, Z., Xuan, J.#, Li, F., Ren, J.*, Huang, D., Zhang, J. (2021). Monsoon-facilitated off-shelf transport of dissolved aluminum across the East China Sea during summer. Journal of Geophysical Research: Oceans, 126, e2020JC016953. https://doi.org/10.1029/2020JC016953

图1 观测（左）和自主同化模型（右）得到的南海中尺度涡热量输送（颜色）和温度梯度（等值线）

图2 东海亚中尺度涡离岸输运示意图