海洋潮汐如何阻止致命飓风，深入探究南海的天然防御手段
中国南海是科学研究的热门地区，尤其是在了解内潮汐与热带气旋之间的相互作用方面。内潮汐是在海面下传播的海浪，在调节海洋条件方面发挥着至关重要的作用，可以增强或抑制热带气旋的强度。南海具有独特的地形特征和强烈的潮汐相互作用，是研究这些相互作用的天然实验室。
一项新的研究，探讨了为什么南海特别适合研究内潮汐对台风抑制的影响，强调了海洋过程与大气现象之间的复杂动态，重点研究了海洋内潮汐如何影响台风行为。
南海内潮的作用
内潮汐是沿着海洋中密度不同的两层水之间的界面传播的波浪。与受地球、月球和太阳引力驱动的表面潮汐不同，内潮汐通常是由潮汐力和水下地形相互作用产生的。当这些潮汐破裂时，它们会释放能量，从而导致海洋地下层的混合和温度变化。内潮汐的动态在南海等地区尤为重要，因为潮汐与深盆地和浅海峡等局部特征之间的相互作用会产生特别强烈的内波。
在南海，内潮汐主要发生在吕宋海峡等海洋深度变化剧烈的地区。这些潮汐在海上传播，并与该地区经常形成的热带气旋相互作用。这些海洋潮汐与风暴产生的海浪之间的相互作用是了解内潮汐如何影响台风强度的关键方面。
南海的地形是形成强烈内潮汐的关键因素。该地区的特点是深盆地和狭窄的海峡，它们会汇聚潮汐能并增强内波的形成。这些波浪在产生海洋混合方面特别有效，这会影响海洋的热特性，进而影响热带气旋的发展。
此外，南海是热带气旋频繁发生的地区，是研究内潮汐与风暴行为之间相互作用的理想地点。该地区形成的台风经常经过潮汐能较大的地区，为研究内潮汐对风暴动力学的影响提供了一个天然的实验场地。
最新的研究发现
中国海洋大学三亚海洋研究所深海多圈层与地球系统前沿科学中心 (FDOMES) 和物理海洋学实验室/海南省海洋观测与信息重点实验室引导的一项研究，分析四十年来的全球热带气旋（TC）数据，以确定模式和相互作用，研究小组研究了天文潮汐和南海地形之间复杂的相互作用，这些相互作用产生了内部潮汐，并与TC 产生的波浪相互作用。
热带气旋由温暖的海面温度 (SST) 驱动，海面温度为风暴增强提供了必要的热量和水分。研究发现，尽管南海（SCS ）拥有有利的大气和海洋条件，但热带气旋（TC ）特别难以增强，强化速度和快速强化概率（15.4米/秒/天）仅为世界其他海洋的一半和三分之一。抑制是由于巨大的海洋内潮汐与TC 产生的海洋近惯性波之间的相互作用造成的。这些相互作用会引起强烈的海洋冷却效应，从而抑制TC 的强化。将内部潮汐和TC之间的这种相互作用纳入业务天气预报系统，有望改善南海和其他内部潮汐较强地区的TC强度预报。
研究表明，南海内部潮汐能显著抑制台风的能量。南海的内潮汐会通过混合海洋的次表层来破坏这一过程，导致较冷的海水从下方涌上来。这种冷却效应会降低海面温度，从而减少通常为气旋提供能量的可用热量和水分。因此，经过内潮汐强区的台风可能会以较慢的速度减弱或增强。
此外，内潮汐与抑制近海表海洋分层有关，进一步加剧了降温。台风还会与海洋热浪相互作用，从而加剧这种影响。当台风经过内潮汐效应较弱的地区时，风暴强度往往会增强，这表明内潮汐在控制气旋行为方面起着调节作用。
思考
虽然已知内部潮汐会引起冷却效应，但它们抑制气旋增强的确切机制仍不清楚。不同类型的内部波（例如来自近惯性振荡的内部波）对风暴动力学的影响是否不同？南海海洋分层（温度和盐度分布）的变化如何影响气旋的抑制或增强？这些条件会随季节变化或因气候变化而变化吗？
与海表温度、风切变和大气不稳定性等其他因素相比，内部潮汐在全球范围内对热带气旋的抑制有多大意义？这种抑制是否局限于南海，或者其他易发生气旋的地区是否也会出现类似的影响？
参考文献：Shoude Guan, Fei-Fei Jin, Jiwei Tian, I-I Lin, Iam-Fei Pun, Wei Zhao, John Huthnance, Zhao Xu, Wenju Cai, Zhao Jing, Lei Zhou, Ping Liu, Yihan Zhang, Zhiwei Zhang, Chun Zhou, Qingxuan Yang, Xiaodong Huang, Yijun Hou & Jinbao Song ，Ocean internal tides suppress tropical cyclones in the South China Sea. Nature Communications volume 15, Article number: 3903 (2024) ，doi.s41467-024-48003-y
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