中國科學(xué)院南海海洋研究所的科研團(tuán)隊(duì)在海南島周邊海域的波浪資源研究領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了關(guān)鍵突破。相關(guān)成果以學(xué)術(shù)論文形式發(fā)表于國際能源領(lǐng)域權(quán)威期刊《可再生能源》(Renewable Energy),聚焦海南島海域波能密度的長期演變規(guī)律及其氣候驅(qū)動(dòng)機(jī)制。
該研究團(tuán)隊(duì)通過構(gòu)建歷時(shí)42年、空間分辨率達(dá)十米級的浪-流耦合數(shù)值模型,系統(tǒng)分析了海南島周邊海域波浪動(dòng)力的時(shí)空變化特征。研究發(fā)現(xiàn),1999年前后該海域波高與波能密度呈現(xiàn)顯著的氣候突變現(xiàn)象,整體趨勢由增長轉(zhuǎn)為下降,且季節(jié)性差異與空間分布特征明顯。例如,冬季波能密度下降幅度較夏季更為顯著,近岸海域與外海區(qū)域的變異模式存在明顯差異。
研究指出,這種時(shí)空異質(zhì)性的突變現(xiàn)象是局地風(fēng)場變化與遠(yuǎn)距離涌浪傳播共同作用的結(jié)果。季風(fēng)強(qiáng)度減弱、強(qiáng)風(fēng)事件頻率降低以及太平洋涌浪傳播路徑改變等因素,共同導(dǎo)致了南海波浪動(dòng)力過程的系統(tǒng)性轉(zhuǎn)變。此前研究已證實(shí),數(shù)據(jù)時(shí)限不足會(huì)顯著影響極端波高評估的準(zhǔn)確性,而本研究通過長時(shí)段高分辨率模擬,為區(qū)域波浪資源評估提供了更可靠的參數(shù)基準(zhǔn)。
該成果對南海海洋資源開發(fā)與海洋工程設(shè)施建設(shè)具有重要實(shí)踐價(jià)值。在海上風(fēng)電、島礁工程等領(lǐng)域,極端波高與波能密度是關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)。研究強(qiáng)調(diào),在全球氣候變化背景下,海洋動(dòng)力過程的變異特性需納入資源評估體系,以提升工程設(shè)施的適應(yīng)性與安全性。例如,近岸防波堤設(shè)計(jì)需考慮波能密度下降趨勢下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,而遠(yuǎn)海能源開發(fā)則需關(guān)注季節(jié)性波動(dòng)特征。
研究得到國家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的聯(lián)合資助,依托熱帶海洋環(huán)境與島礁生態(tài)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等平臺(tái)完成。數(shù)值模型的高分辨率特性使其能夠精準(zhǔn)捕捉海南島復(fù)雜海岸線與地形對波浪傳播的影響,為區(qū)域海洋動(dòng)力學(xué)研究提供了新的方法論參考。相關(guān)數(shù)據(jù)集已向科研界開放共享,可為南海海洋能開發(fā)、海岸帶管理等提供基礎(chǔ)支撐。











