《Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography》：Wind-driven Kelvin Waves Induce Quasibiweekly Oscillations in the Coastal Water of South Maritime Continent
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本研究在印尼Awang湾部署抗拖网海底浮标，获取高频率温度-流速数据，揭示南海洋群岛显著的准双周振荡（QBWO），周期10-20天，温度波动达3°C，流速异常0.1 m/s。再分析显示QBWO沿群岛海岸作为风驱动的沿岸开尔文波传播，主要受区域双周风异常影响，非赤道远程传播。研究成果对海洋牧场及珊瑚礁系统有重要应用价值。
罗正普|德维约加·努格罗霍|阿迪·普尔万达纳|杨德洲|王铮|李瑞|王旭|李旭轩|普里亚迪·德维·桑托索|穆罕默德·法德利|巴尤·普里约诺|特古·阿古斯蒂亚迪|尹宝树
中国科学院海洋研究所海洋观测与预报重点实验室及海洋环流与波浪实验室，中国青岛
摘要
我们在印度尼西亚阿旺湾部署了一种抗拖网底部固定式测量系统（TRBM），成功获取了数月的高频数据（7个月的温度-深度数据和4个月的速度数据），以研究南马六甲海（SMC）的多尺度海洋变化特征。研究发现，海洋流速和底层水温存在显著的准双周振荡现象（QBWOs，周期为10-20天）。这种振荡表现为明显的底层扰动，温度振幅可达3°C，经向流速异常值为0.1 m/s。再分析数据显示，这种QBWO以沿SMC向东传播的沿海Kelvin波形式存在，其相速度为1.44-2.89 m/s。这类双周Kelvin波主要由SMC地区的双周风场异常驱动，而非从赤道印度洋远程传播而来。本研究揭示了SMC沿岸QBWOs的存在及其形成机制，对海洋养殖和珊瑚生态系统具有重要意义。
引言
印度尼西亚海域是连接太平洋和印度洋的活跃区域，通过热带海洋-大气相互作用影响全球气候变化。该地区的显著特征是季节内变率，表现为海洋和大气中的20至90天周期波动（Qiu等人，1999年）。例如，Madden–Julian振荡（MJO）通过西风爆发影响海表温度和海洋环流（Han等人，2007年；Madden和Julian，1971年）。此外，起源于赤道印度洋并沿苏门答腊和爪哇南部海岸传播的海洋Kelvin波会改变通量输送，如龙目海峡和巽他海峡的流动情况，从而导致海平面和流速的显著变化（Drushka等人，2010年；Iskandar等人，2005年；Xu等人，2025年）。这种变率不仅调节区域内的空气-海水相互作用，还显著影响印度尼西亚通量（Pujiana等人，2013年；Pujiana和McPhaden，2020年）。
在更高频率的时间尺度上，周期为10-20天的准双周振荡（QBWO）是多种热带海洋-大气系统中的普遍现象（Chen和Chen，1993年；Krishnamurti和Ardanuy，1980年；Xu等人，2024年；Yang等人，2023年；You等人，2025年）。研究表明，这种振荡具有多样的空间和动态特性。印度夏季季风区存在双核QBWO结构，向西传播（Chen和Chen，1993年）。在赤道印度洋，双周Rossby-重力波主要受经向风应力驱动（Arzeno等人，2020年；Ogata等人，2008年），表明海洋对大气强迫的直接响应。在孟加拉湾西岸，海平面QBWO以沿海被困波的形式向南传播，受远程和局部强迫共同影响（Anup等人，2021年）。这些发现共同表明QBWO存在于热带海洋中，但具有不同的区域特性。
尽管在印度尼西亚东部赤道海域已报告过双周经向流变率（Masumoto等人，2005年；McPhaden，1982年；Reppin等人，1999年），但在南马六甲海（SMC）复杂地形条件下缺乏现场观测数据。因此，目前尚不清楚SMC中是否存在QBWO、其具体特征以及驱动机制。
通过部署在阿旺湾的底部观测系统，本研究在连续的流速和底层温度记录中发现了明显的QBWO信号。该信号的 temperature 振幅高达3°C，表明底层水存在显著扰动。分析结果表明，QBWO可能广泛存在于SMC沿岸，并通过风驱动的沿海Kelvin波传播。本研究旨在探讨这些高频波动的特性和动力学机制，以理解沿海地区的能量传输过程及海洋养殖的发展。
观测数据
观测
我们在阿旺湾（图1b中的红星位置，坐标116°24.708'E, 8°54.239'S）部署了一种抗拖网底部固定式测量系统（TRBM），水深约为33米。TRBM配备了向上探测的声学多普勒流速仪（ADCP，RDI Teledyne Sentinel 300 Khz）和RBR Duet温度-深度传感器（图1c），分别用于测量流速和底层温度。ADCP从2024年7月到10月以5分钟采样频率记录数据
观测到的QBWO
原始观测时间序列显示在图2a、c和e中。通过谐波分析去除潮汐成分（K1、O1、M2和S2）后得到日平均值，如图2b、d和f所示。该区域的经向流速超过纬向流速，这一现象可能与阿旺湾的局部地形有关。底层温度记录和流速记录中均出现了明显的振荡信号。
总结
基于印度尼西亚阿旺湾抗拖网底部固定式测量系统（TRBM）的观测数据，本研究发现了南马六甲海（SMC）中显著的准双周振荡（QBWO，周期为10-20天）。观测结果显示底层存在明显扰动，温度振幅可达3°C，经向流速异常值为0.1 m/s。结合GLORYS再分析和ERA5风数据的分析表明，QBWO具有传播特性
作者贡献声明
尹宝树：撰写、审稿与编辑、验证、资源协调、项目管理和资金申请。德维约加·努格罗霍：撰写、审稿与编辑、资源协调、数据整理。特古·阿古斯蒂亚迪：撰写、审稿与编辑、数据分析。罗正普：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、软件应用、方法学设计、正式分析。杨德洲：撰写、审稿与编辑、验证、资源协调、项目管理
资金支持
本研究得到了“中印尼生态海洋养殖项目建设与示范”、“崂山实验室科技创新项目”（编号LSKJ202202504）、国家自然科学基金（编号92158202和42476018）以及CAS-ANSO可持续发展研究项目（CAS-ANSO-SDRP-2024-02）的资助。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了中国海洋大学（IOCAS）高性能计算中心、OMOEN的黄海海洋观测与研究站、OMORN的东海海洋观测与研究站以及“CAS青年创新促进协会”的支持。这项合作工作得到了中印尼海洋科学联合实验室（SIMS）平台的协助。
