自然资源部第二海洋研究所实验室张传正/朱小华研究团队联合中国科学院海洋研究所于非研究团队基于吕宋海峡周边海域的CPIES（Current-Pressure equipped Inverted Echo Sounder）阵列观测所取得的系列研究成果。
依托国家全球变化与海气相互作用专项等项目，自然资源部第二海洋研究所和中国科学院海洋研究所共同在吕宋海峡周边海域建立了由51台CPIES和两套锚系潜标组成的大型立体观测网，其观测区域覆盖南海东北部以及台湾以东海域。南海东北部因受地形、季风、热带气旋、黑潮入侵等多种因素影响而呈复杂的动力格局，位于该海域的39台CPIES和两套锚系潜标构成了边缘海最大的CPIES阵列观测系统。
南海东北部上层存在丰富的中尺度扰动，一方面，北吕宋暖涡在夏季携带黑潮水入侵南海，并贡献该季节近一半的黑潮水入侵（Zhao et al., 2023）；另一方面，中尺度扰动不仅调控了内潮和近惯性振荡的传播（Wang et al., 2023a, b; Zheng et al., 2023），也驱动了南海深层的地形罗斯贝波（Zheng et al., 2021b, 2022b）。内潮和近惯性振荡是两种常见的高能内波，观测表明，自吕宋海峡西传的全日内潮能通量约为卫星观测值的两倍（Wang et al., 2023b），半日内潮在台湾西南海域呈典型的驻波特征（Wang et al., 2023a），台风激发的近惯性振荡能够传播至近4000 m的海底（Zheng et al., 2023）。此外，上述观测资料还刻画了深层环流的精细时空结构（Zheng et al., 2021a, 2022a），并被应用于评估GRACE卫星资料在南海的准确性（X. Wang et al., 2023）此外，团队近期还对吕宋海峡涡致热输运以及南海深层涡度平衡进行了相关研究，并取得了如下研究成果：
成果一：吕宋海峡涡致热输运（赵瑞祥为第一作者，于非和朱小华为通讯作者）
跨吕宋海峡的热输运对南海的热收支有重要影响。然而，由于观测资料稀缺，吕宋海峡热输运量存在不确定性。团队基于上述观测资料量化了跨吕宋海峡的纬向涡致热输运，总体呈西向和逆温度梯度特征。逆温度梯度的涡致热输送特征与正值的斜压能量转换相关。在此基础上，团队提出了一种基于海面高度和CPIES估算涡致热输运运量经验关系的吕宋海峡纬向涡致热输运的新计算方法，并由此得到了1993年至2022年的吕宋海峡纬向涡致热输运的时间序列。结果表明，观测断面的吕宋海峡纬向涡致热输运的长期平均值为西向3.8 TW，且存在冬季大（4.5 TW）夏季小（2.7 TW）的季节变化。该季节变化可能与层化和垂向流速剪切相关。该成果提出了一种基于卫星观测数据和CPIES观测资料相结合推导吕宋海峡纬向涡致热输运量长期时间序列的新方法，对研究南海及周边海洋热收支及相关气候研究具有重要意义。
成果二：南海深层涡度平衡（郑华为第一作者，朱小华为通讯作者）
根据上述观测资料，在阐明南海深层环流的时空特征的基础上，团队基于涡度方程探讨了南海深层的涡度平衡及南海深层环流的驱动因子。
行星涡度通量与海底压强扭矩主导了南海深层的涡度收支，表明南海深层的行星涡度变化最终通过海底压强做功所平衡，这预示着南海深层环流的外部与内部驱动因子。而区域平均的行星涡度通量在大部分时间维持负值，这与前人针对整个海盆的研究结果相反。行星涡度由吕宋海峡深层输入南海深水海盆，海盆尺度的垂向输运是深层流场对涡度输入的主要响应，而观测区域相反的结果与局地流场结构密切相关，正（负）的行星涡度通量通常伴随着气旋（反气旋）特征的流场结构。在吕宋海峡西侧的东边界，正的行星涡度通量与负的海底压强扭矩维持了南海深层涡度的一阶平衡；而西边界附近的海山区呈现与东边界正负相反的行星涡度通量与海底压强扭矩。吕宋海峡附近区域的行星涡度通量在春季和秋季增强，而西边界附近的行星涡度通量仅在春季增强。此外，深海涡旋和地形罗斯贝波等深海动力过程也显著调控着南海深层的涡度平衡，使其呈现出剧烈的时间变化。
论文引用：
成果一：Zhao, R., Yu, F, Nan, F., Zhu, X.-H., Zheng, H. (2024). Eddy heat transport across the Luzon Strait derived from current- and pressure-recording inverted echo sounder observations.
成果二：Zheng, H., Zhu, X.-H., Wang, M., Chen, J., Nan, F., Yu, F. (2024). Regional Abyssal Vorticity Balance in the Northeast South China Sea: External and Internal Dynamics of Abyssal Circulation. Journal of Physical Oceanography.
