海洋学院海洋动力与生态研究团队在南黄海中层温盐翻转研究方面取得新进展

近日，天津大学海洋学院海洋动力与生态（LODE）研究团队在南黄海中层温盐翻转的研究中取得新进展。研究基于南黄海2017-2022年春、夏季共12个航次的大面与连续站观测数据，系统分析了南黄海中层温盐翻转现象的空间分布、季节变化与演变机制，研究结果表明由中层低温与低盐水导致的温盐翻转现象在南黄海的春、夏季普遍存在，温度与盐度翻转是由水团间的相对运动导致，湍流混合所导致的垂向输运控制了该特殊中层水团的性质演变。研究成果发表在海洋学权威期刊Journal of Geophysical Research: Oceans，题目为：Distribution, seasonality, and water‐mass transformation of temperature and salinity inversions in the southern Yellow Sea。论文第一作者为海洋学院硕士研究生王昭怡，导师杨伟副教授为通讯作者。

南黄海中层温度翻转现象虽然早有发现，但由于翻转强度相对较弱，一直未引起广泛关注。已有的研究主要关注冬季与初春的温度翻转现象，对春夏季温盐翻转，特别是盐度翻转的研究极少。本研究基于南黄海多个航次的现场观测数据，证实南黄海春夏季均存在普遍的温度翻转和盐度翻转现象，温盐翻转表现出显著的季节变化特征，其形成是局地陆坡西侧冷淡水与其东侧暖咸水间的相对运动导致。对中层低盐水核心盐度的分析发现，核心盐度向黄海中部逐渐增大，表明了从局地陆坡向中央海盆的演变特征。进一步通过构建盐度损失函数，揭示了湍流混合引起的垂向盐度输运是中层低盐水在水平输运过程中水体性质改变的主要原因。本研究成果有助于完善对黄海水团形成的认识，对理解水团移动过程中所伴随的物质水平输运与垂向交换等具有重要意义。

开展本研究的动机来自于团队2023年发表于Journal of Geophysical Research: Oceans的一项前期研究，题目为：Widespread intensified pycnocline turbulence in the summer stratified Yellow Sea，论文第一与通讯作者为杨伟副教授。团队在分析夏季黄海的湍流剖面观测时发现，夏季的黄海中层普遍存在一强湍流层，然而传统的剪切不稳定理论无法解释上述强湍流层的形成。研究进一步发现这一强湍流层主要位于黄海中层低盐水的上边界，这一深度处由低盐水导致的盐指现象对剪切不稳定的调制作用被认为在强湍流的形成中起重要作用。这说明中层低盐水引起的盐度翻转强度虽弱，但可以对黄海跃层混合产生极其重要的影响，它可能进一步改变营养盐等物质的垂向输运特征。考虑到黄海中层温盐翻转发生的普遍性及其对湍流混合的重要影响，该温盐翻转对黄海生物地球化学循环的影响值得进一步深入研究。

图1左图为存在中层低温或低盐水的典型温盐剖面；右图为中层低盐水核心盐度的空间分布图

图2温盐翻转生成与演变机制示意图

相关论文：

Wang, Z., W. Yang*, G. Song, H. Zhang, and H. Wei, 2024: Distribution, seasonality, and water-mass transformation of temperature and salinity inversions in the southern Yellow Sea.Journal of Geophysical Research: Oceans,129, e2023JC020317.

Yang, W.*, H. Wei, Z. Liu, and L. Zhao, 2023: Widespread intensified pycnocline turbulence in the summer stratified Yellow Sea.Journal of Geophysical Research: Oceans,128, e2022JC019023.