熱帶氣旋是地球上最強大的自然力量之一，因其對沿海地區(qū)、經(jīng)濟和人類生活的災(zāi)難性影響而聞名,。這些風(fēng)暴與極端天氣條件有關(guān),，包括暴雨、風(fēng)暴潮和破壞性強風(fēng),。熱帶氣旋對海洋動力有重大影響,，比如上升流和垂直混合等過程，雖然這些過程對上層海洋的冷卻效應(yīng)已有充分記錄,，但由熱帶氣旋引起的下沉流卻鮮為人知,。

最近的一項研究表明，熱帶氣旋不僅通過將冷水推到地表（上升流）來引起降溫,，而且還通過下沉流機制在近地表水變暖中發(fā)揮作用,。這種下沉流是由風(fēng)暴的大氣力量、洋流和海面溫度之間復(fù)雜的相互作用驅(qū)動的,，了解這一過程對于提高我們對海洋環(huán)流,、氣候變化以及熱帶氣旋更廣泛的生態(tài)和氣候影響的理解非常重要。

熱帶氣旋與海洋動力

熱帶氣旋以各種方式與海洋相互作用,，影響海洋的物理和化學(xué)特性,，這些影響包括海面溫度(SST)的變化、海洋垂直混合以及上層海洋熱量和營養(yǎng)物質(zhì)的重新分布,。海洋對熱帶氣旋反應(yīng)研究最廣泛的是上升流,，當強風(fēng)將地表水推開時，就會發(fā)生上升流,，導(dǎo)致更深,、更冷的水上升到海面。上升流可能導(dǎo)致上層海洋顯著冷卻,，這對海洋生物具有重要影響,，特別是對海洋食物鏈基礎(chǔ)浮游植物的生產(chǎn)力。

研究中關(guān)于熱帶氣旋引起的下沉流,，則是由強烈地表風(fēng),、海洋表面形狀和風(fēng)暴強度的綜合作用的結(jié)果。氣旋的風(fēng)可以將地表水向下推,，增加深層壓力,，導(dǎo)致水被迫回落。熱帶氣旋的大氣動力學(xué)與海洋分層之間的相互作用造成了一種情況,，即通常的垂直混合（水同時向上和向下移動）被改變,。

新的研究發(fā)現(xiàn)

一項新的研究分析了2016年至2021年間西北太平洋兩個浮標觀測到的30次熱帶氣旋事件對上層海洋的響應(yīng).觀測結(jié)果與數(shù)值實驗相輔相成，以了解下沉流的動態(tài),。

研究發(fā)現(xiàn),，在熱帶氣旋通過后,，在34節(jié)風(fēng)速半徑范圍內(nèi)的上升流區(qū)域邊緣，出現(xiàn)了下沉流,，這種下沉流促使水團垂直運動,，影響海洋分層和營養(yǎng)物分布。下降流是通過淺混合層深度下明顯的暖異常來識別的,，其動力學(xué)歸因于負風(fēng)應(yīng)力旋度和洋流引起的匯聚,。

雖然熱帶氣旋傳統(tǒng)上通過上升流和混合與上層海洋冷卻有關(guān)，但熱帶氣旋引起的下沉也在海洋熱量分布中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,。這種下沉流可導(dǎo)致近地表水變暖,，這一過程在以前的研究中較少被強調(diào)。

熱帶氣旋引起的下沉流還會影響海洋分層,，即基于溫度和鹽度的水團分層,。分層在調(diào)節(jié)海洋表面和深層之間的氣體和營養(yǎng)物質(zhì)交換方面起著至關(guān)重要的作用。當熱帶氣旋引起下沉流時,，這種分層可能會被破壞,，從而導(dǎo)致營養(yǎng)循環(huán)、生物生產(chǎn)力甚至大氣熱交換發(fā)生變化,。

具體而言,，下沉流可能導(dǎo)致較暖的水被迫深入海洋深處，從而可能減少地表水可獲得的熱量,。這可能會影響海洋的能量平衡，改變海洋與大氣交換熱量的方式,。此外,，這種分層破壞可能會影響地表水中營養(yǎng)物質(zhì)的可用性，從而影響海洋食物鏈,。

下沉流過程的強度不僅取決于熱帶氣旋的強度,，還取決于其他海洋因素，例如海洋表層的現(xiàn)有狀態(tài)和洋流的方向,，強洋流可以通過將地表水向下推來增強下沉流過程,，而風(fēng)向可以放大或減弱下沉流的影響。

這項研究發(fā)現(xiàn)熱帶氣旋在公海引起的下沉流為我們理解海洋動力學(xué)增加了一個重要的維度,，這一過程影響海洋分層,、營養(yǎng)物分布和生物生產(chǎn)力，對氣候建模和海洋生態(tài)系統(tǒng)具有更廣泛的影響,。

思考

哪些特定的大氣和海洋條件會促進熱帶氣旋引起的下沉流,？不同海洋區(qū)域和熱帶氣旋類別的下沉流強度和頻率如何變化？熱帶氣旋引起的下沉流會帶來哪些生態(tài)后果,？

參考文獻：Chien-Yi Yang, Yiing Jang Yang, Yu-Heng Tseng, Sen Jan, Ming-Huei Chang, Ching-Ling Wei & Chuen-Teyr Terng , Observational evidence of overlooked downwelling induced by tropical cyclones in the open ocean.  Scientific Reports volume 14, Article number: 335 (2024),，doi.s41598-023-51016-0