近日，南京信息工程大学海洋科学学院物理海洋和数值模拟研究所在全球海山诱导的山后波能量通量评估方面取得重要研究进展，相关成果以《Energy conversion of ocean currents to lee waves over seamounts globally》为题，发表于物理海洋学顶级期刊《Journal of Physical Oceanography》。论文第一作者为我校海洋科学专业（与中国科学院大学联合培养）2021级本科生黄硕，通讯作者为董济海教授，合作者包括我院董昌明教授、中国科学院南海海洋研究所经志友研究员及英国南安普顿大学硕士研究生岳圣霖。

当准定常海流与复杂海底地形相互作用时，会激发产生海洋山后波（lee waves）。该过程是海洋能量串级的重要环节，不仅耗散了大尺度环流的动能，同时驱动了强烈的局地与下游混合，进而对全球海洋热输送与碳循环产生显著影响。然而，对于海山这类弗雷德数（Fr）远小于1的陡峭地形，传统线性理论并不适用，导致全球海山诱导的山后波能量及其空间分布，至今尚未明晰。本研究利用高分辨率数值模式（CROCO）对典型海山进行区域真实模拟，系统检验了多种山后波理论的性能，证实了一种扩展理论PKR20能够较好地重现海山区域的山后波能量。基于该理论，本研究结合全球海山数据库与气候态海洋数据，系统评估了平均流流经海山所产生的山后波能量通量。结果表明：全球海山背风波能量转化总量在冬季为0.68 GW，夏季为0.42 GW，呈现显著季节性变化，其中分别有94%和92%的贡献来自南大洋。全球海山区域平均能量通量在冬季为0.12 mW·m⁻²，夏季为0.09 mW·m⁻²。

本研究表明强烈的山后波能量通量使得海山成为海洋混合增强的潜在热点区域，对局部动力过程及生态环境产生潜在影响，为深入理解海洋深层混合与能量串级机制提供了新视角。本研究得到了国家自然科学基金委项目（42176023, 42225602, 42530403, 42149907, 42349584）、崂山实验室自立科技创新项目（LSKJ202400203）和江苏省“青蓝工程”（R2025Q06）的支持。

图1全球海山分布与海流-地形相互作用示意图。顶部图为本研究使用的海山数据库中24643座海山的空间分布；底部图为两种弗劳德数（Fr）条件下海流与地形相互作用的示意图。当Fr >> 1时，地形主要激发山后波；当Fr << 1时，山后波生成局限于顶部帽层，下方区域以绕流和流动阻塞为主导。

图2全球海山诱导的山后波能量（a，b）与通量（c，d）的空间分布。图（a，c）为冬季分布，总能量为0.68GW，平均通量为0.12 mW·m⁻²、（b，d）为夏季分布，总能量为0.42GW，平均通量为0.09 mW·m⁻²。

论文信息：

Huang, S., Dong, J., Dong, C., Jing, Z., and Yue, S. (2025). Energy conversion of ocean currents to lee waves over seamounts globally. Journal of Physical Oceanography, e250054,https://doi.org/10.1175/JPO-D-25-0054.1.

第一作者简介：

黄硕，男，本科毕业于南京信息工程大学长望学院，获荣誉学士学位，期间以第一作者身份在《Journal of Physical Oceanography》发表论文1篇。目前已推免至中国科学院南海海洋研究所攻读硕士研究生。

通讯作者简介：

董济海，南京信息工程大学海洋科学学院教授、博士生导师，海洋科学学院副院长。2016年毕业于中国海洋大学物理海洋学专业，获博士学位。2019-2020年美国布朗大学访问学者。主要从事海洋亚中尺度过程及其诱导混合研究。在海洋亚中尺度过程季节变化机理、诱导混合和参数化方面取得原创性成果。近年来主持国家自然科学基金青年基金和面上项目各1项、军工项目2项，在Nature Communications、Geophysical Research Letters、Journal of Physical Oceanography等国际主流期刊发表论文40余篇，其中第一作者/通讯作者论文22篇。入选江苏省高校“青蓝工程”中青年学术带头人、江苏省对外科学技术促进会青年智库优选计划。兼任《海洋学报》和《海洋学报（英文版）》第一届青年编委会委员、江苏省海洋学会常务理事和副秘书长。