2020年夏季黄海层化水体对连续三次热带气旋的响应机制及其对海洋热结构的重塑作用

针对黄海(Yellow Sea, YS)在2020年夏季遭遇Bavi、Maysak、Haishen三次连续热带气旋(TCs)的独特事件，本研究通过数值模拟(ROMS)与多源观测数据，揭示了层化陆架海对连续TCs的SST响应特征。研究发现前导TC通过改变上层热结构显著影响后续TC的冷却效应：Bavi遗留的冷水上涌使Maysak的冷却增强18%，而双TC作用使Haishen冷却减弱67%。该成果为理解极端天气下海洋热动力过程提供了新视角。

　　

在气候变化背景下，热带气旋(TC)活动频率和强度呈现显著变化趋势，而陆架海作为人类活动密集区，其上层海洋对TC的响应机制亟待深入研究。2020年夏季，黄海(Yellow Sea, YS)遭遇了Bavi、Maysak、Haishen三次连续热带气旋侵袭，间隔仅7天和5天，这种极端事件为研究层化陆架海的连续响应提供了天然实验室。以往研究多关注单个TC对开放大洋的影响，而对陆架海连续TCs的叠加效应、特别是前导TC如何改变后续TC的海洋响应机制仍不清楚。

中国科学院海洋研究所联合多家机构的研究团队，综合运用区域海洋模型系统(ROMS)的高分辨率嵌套模拟（大域7.3km/小域2.5km）、卫星遥感SST数据（REMSS 0.09°）、浮标观测（韩国气象厅B1-B3）和船测温盐剖面（KODC S307-S311），创新性地采用TC涡旋剥离技术，首次系统揭示了黄海对连续TCs的三维响应特征。

3.1 三次连续TCs特征
Bavi以40m/s风速纵穿黄海，而Maysak和Haishen分别以15m/s风速影响东部海域。浮标数据显示Bavi引发7.3°C剧烈降温，且48%冷却发生在眼墙到达前；后续TCs冷却比例增至57-64%，体现层化陆架海的快速响应特性。

3.2 SST响应机制
卫星观测与模型验证显示：Bavi造成东部YS最大7°C冷却（图5a），Maysak和Haishen分别引发3°C和1-2°C冷却。混合层热量收支分析（图8）揭示：所有TCs的冷却主要源于垂直混合项(DIFF)，贡献率达85-92%；而TC间复暖则由净热通量(FLUX)主导，日增温达1.2×10^-5°C/s。

3.2.2 温盐结构变化
36°N断面显示（图6）：Bavi引发0-15m层剧烈降温（ΔT>6°C）与15-30m增温，形成"上冷下暖"异常结构。盐度变化呈现空间异质性（图7）：Bavi通过混合使东部YS表层盐度增加0.5，而Maysak/Haishen的离岸埃克曼流输送导致近岸淡水扩散。

3.2.4 前导TC的影响
涡旋剥离实验（图10）首次发现：Bavi通过两种途径改变后续TC响应——其遗留的冷水上涌使Maysak冷却增强18%（Exp1 vs控制组），而双TC作用使Haishen冷却减弱67%（Exp2）。温度剖面（图11）揭示关键机制：Bavi后表层快速复暖仅限0-10m薄层，下层仍保持低温，Maysak通过混合将这部分冷水再次带到表层，形成"二次冷却"效应。

该研究建立了层化陆架海连续响应TCs的理论框架：首次量化了前导TC通过改变混合层热结构对后续TC冷却效应的调控幅度，揭示出"薄层复暖-深层存冷"这一关键过程。成果对改进陆架海极端天气预测模型、评估TC群发事件对海洋生态系统的影响具有重要价值。论文提出的涡旋剥离方法为分离连续天气事件的影响提供了新工具，而关于盐度变化参与层化调节的发现，则对理解高降水情景下陆架海动力过程具有启示意义。未来需结合生物地球化学观测，进一步探究连续TCs对碳循环和初级生产力的级联效应。