近期,中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境實(shí)驗(yàn)室、熱帶海洋環(huán)境與島礁生態(tài)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和廣東省海洋遙感與大數(shù)據(jù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室施平/唐世林團(tuán)隊(duì)在海南島周邊海浪資源研究方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)成果以“Wave energy assessments around Hainan Island based on a fine-resolution model: the long-term trend and climatic mutation”為題,發(fā)表在國(guó)際期刊Renewable Energy上。副研究員李駿旻為論文的第一作者兼通訊作者,助理研究員李少鈿、李博為共同通訊作者。其它合作者還包括研究員施平、李毅能,助理工程師陳武陽(yáng),博士后孫唯一和碩士生童一峰等。
極端波高與波能密度是海洋工程設(shè)施規(guī)劃與建設(shè)所依賴的關(guān)鍵基礎(chǔ)參數(shù)。然而,近年來(lái)季風(fēng)強(qiáng)度、強(qiáng)風(fēng)頻率及大洋涌浪的頻繁變異,可能已引起南海波浪動(dòng)力過(guò)程及其極端參數(shù)的顯著變化。早前的研究更已顯示,資料時(shí)限的不足會(huì)為海南島極端波高的評(píng)估結(jié)果帶來(lái)較大不確定性(Li et al.,2024)。為進(jìn)一步解釋此現(xiàn)象,本研究基于一套歷時(shí)42年、空間分辨率達(dá)十米級(jí)的浪-流耦合數(shù)值模式,系統(tǒng)地評(píng)估了海南島周邊海域波能密度的長(zhǎng)期變化特征。結(jié)果顯示,該海域波高與波能密度的變化趨勢(shì)在1999年前后發(fā)生了一次氣候意義上的突變,總體由增長(zhǎng)轉(zhuǎn)為下降,并呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)與空間差異性(圖1)。這一具有時(shí)空異質(zhì)性的趨勢(shì)突變,是由局地風(fēng)場(chǎng)與遠(yuǎn)距離傳入涌浪的變化共同作用所致。本研究揭示了南海波浪動(dòng)力的長(zhǎng)期演變過(guò)程與氣候因子變化的緊密關(guān)聯(lián)性,強(qiáng)調(diào)在評(píng)估波能資源與極端波高等基礎(chǔ)參數(shù)時(shí),必須充分考慮全球變化背景下海洋動(dòng)力過(guò)程的變異特性。研究成果對(duì)南海海洋資源開(kāi)發(fā)與工程設(shè)施建設(shè)具有重要的科學(xué)指導(dǎo)與技術(shù)支撐價(jià)值。
上述研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院南海海洋所基礎(chǔ)前沿與創(chuàng)新發(fā)展項(xiàng)目,以及熱帶海洋環(huán)境與島礁生態(tài)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提升原始創(chuàng)新能力平臺(tái)項(xiàng)目的共同資助。

圖1 基于長(zhǎng)期高分辨率數(shù)值模式對(duì)海南島波能資源(a)突變過(guò)程和(b)相應(yīng)趨勢(shì)變化的診斷結(jié)果(修改自Li et al.,2026)
相關(guān)論文信息:Li,J.*,Tong,Y.,Li,S.*,Chen,W.,Li,Y.,Li,B.*,Sun,W.,Shi,P. (2026). Wave energy assessments around Hainan Island based on a fine-resolution model: the long-term trend and climatic mutation,Renewable Energy,257,124807. https://doi.org/10.1016/j.renene.2025.124807
Li,J.*,Li,S.*,Li,Y.,Chen,W.,Li,B.,Liu,J.,Shi,P. (2024). Evaluations of extreme wave heights around Hainan Island and their uncertainty induced by decadal variations of input variables. Ocean Engineering,294,116705. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.116705
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.renene.2025.124807
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