每當(dāng)熱帶氣旋（臺(tái)風(fēng)）席卷而過，留給海洋的絕不僅僅是驚濤駭浪和狂風(fēng)暴雨。在其巨大的能量擾動(dòng)下，海洋上層的溫度和鹽度結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生深刻而復(fù)雜的變化。海表鹽度（Sea Surface Salinity, SSS）作為海水的基本物理屬性，其變化能夠通過影響上層海洋的層結(jié)穩(wěn)定性，進(jìn)而調(diào)制臺(tái)風(fēng)引起的海表溫度冷卻響應(yīng)，最終影響臺(tái)風(fēng)自身強(qiáng)度的發(fā)展。然而，盡管學(xué)術(shù)界已認(rèn)識(shí)到多種物理過程（如降水、混合、上升流等）都可能影響SSS，但對于它們在臺(tái)風(fēng)過程中各自扮演的角色、貢獻(xiàn)大小以及時(shí)空演變規(guī)律，一直缺乏系統(tǒng)性的量化評(píng)估。特別是在地理環(huán)境獨(dú)特的南海，相關(guān)研究更為欠缺。為了破解這一難題，厘清不同機(jī)制在臺(tái)風(fēng)影響下的SSS變化中究竟發(fā)揮了多大作用，本研究應(yīng)運(yùn)而生。

為了回答這些問題，研究人員利用2002年至2021年間多源衛(wèi)星遙感與再分析數(shù)據(jù)，針對南海地區(qū)的熱帶氣旋事件，采用一種改進(jìn)的、基于網(wǎng)格的最大響應(yīng)合成分析方法，系統(tǒng)研究了SSS對TC響應(yīng)的時(shí)空模式及其背后的物理機(jī)制。研究最終揭示了一個(gè)不對稱且多階段的響應(yīng)過程：在臺(tái)風(fēng)路徑的左側(cè)和后方，強(qiáng)烈的降水主導(dǎo)了表層海水的淡化（freshening）；而在右側(cè)和后方，延遲的鹽化（salinization）則主要由上升流和風(fēng)致混合驅(qū)動(dòng)。研究定量指出，上升流是導(dǎo)致鹽化的首要驅(qū)動(dòng)因子（約占51%），而降水則是導(dǎo)致淡化的主導(dǎo)機(jī)制（約占42%）。這項(xiàng)成果深化了對臺(tái)風(fēng)-海洋相互作用物理過程的理解，為改進(jìn)相關(guān)數(shù)值模型的參數(shù)化方案、提升臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性提供了關(guān)鍵的觀測依據(jù)和量化參考。相關(guān)研究發(fā)表于《Atmospheric and Oceanic Science Letters》期刊。

本研究主要采用了以下關(guān)鍵技術(shù)方法：首先，基于國際最佳路徑資料集（IBTrACS）篩選了2002-2021年間經(jīng)過南海（0°–25°N，105°–120°E）的232個(gè)TC樣本。其次，應(yīng)用經(jīng)過改進(jìn)的網(wǎng)格化最大響應(yīng)（Grid-based Maximum Response, GMR）合成分析方法，該方法通過用TC的34節(jié)風(fēng)半徑（R₃₄）對距離進(jìn)行歸一化（r = L/R₃₄），并依據(jù)海洋響應(yīng)的最大時(shí)刻調(diào)整時(shí)間窗口，以更準(zhǔn)確地捕捉TC強(qiáng)迫與海洋響應(yīng)之間的滯后關(guān)系。第三，綜合利用了來自哥白尼海洋環(huán)境監(jiān)測服務(wù)（CMEMS）的GLORYS12V1再分析產(chǎn)品（提供SSS、溫度剖面和海流數(shù)據(jù)）、ERA5再分析風(fēng)場數(shù)據(jù)以及NASA的全球降水測量（GPM IMERG）降水?dāng)?shù)據(jù)。第四，采用了等溫線位移法估算50-150米層的上升流強(qiáng)度。

研究發(fā)現(xiàn)，SSS異常（SSSA）的演變呈現(xiàn)出明顯的“雙峰雙谷”時(shí)間序列特征。臺(tái)風(fēng)來臨前（Day -2至Day -1），SSS快速下降。隨后，從Day -1到Day 2，SSS迅速上升，并在Day 2左右在臺(tái)風(fēng)路徑右側(cè)達(dá)到峰值（約+0.03 PSU），而左側(cè)則持續(xù)淡化，形成清晰的空間不對稱性。此后，響應(yīng)減弱并進(jìn)入一個(gè)相對穩(wěn)定的調(diào)整恢復(fù)期（Day 3至Day 7）。從Day 8開始，SSS再次上升直至Day 15，此階段的高鹽度異常主要分布在臺(tái)風(fēng)的右后方區(qū)域。

不同強(qiáng)迫場的時(shí)空分布各異：降水在臺(tái)風(fēng)過境日（Day 0）急劇增加并達(dá)到峰值，空間上最強(qiáng)降水位于臺(tái)風(fēng)路徑的前左側(cè)。混合層深度（Mixed-Layer Depth, MLD）在Day 1達(dá)到最大加深，空間上在臺(tái)風(fēng)中心附近最淺，而周圍區(qū)域（尤其是右側(cè)）因風(fēng)致混合和上升流而顯著加深。上升流在臺(tái)風(fēng)過境后持續(xù)增強(qiáng)，于Day 7達(dá)到峰值，其最大響應(yīng)中心略微偏向臺(tái)風(fēng)路徑的后左側(cè)。

通過滯后相關(guān)分析，揭示了各機(jī)制與SSS變化的關(guān)系。在臺(tái)風(fēng)左后方象限，降水與SSS呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)（相關(guān)系數(shù)最大達(dá)-0.9），且滯后時(shí)間為0天，表明該區(qū)域的降水對SSS有即時(shí)稀釋效應(yīng)。在臺(tái)風(fēng)右側(cè)，降水后約2天觀測到SSS增加，這可能是由于降水形成的“冷池”增強(qiáng)了海洋不穩(wěn)定性，促進(jìn)了高鹽度次表層水與低鹽度表層水的交換。SSS對混合過程的響應(yīng)也呈現(xiàn)空間不對稱性：在臺(tái)風(fēng)右前方象限，MLD與SSS呈顯著正相關(guān)（r > 0.6）；而在左后方及近中心區(qū)域則呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)（r < -0.6）。上升流與SSS的關(guān)聯(lián)同樣復(fù)雜：在左后方象限呈強(qiáng)正相關(guān)（最大系數(shù)接近0.8，滯后1-2天），表明上升流帶來了高鹽度水；在右前方象限則觀測到負(fù)相關(guān)，暗示該區(qū)域上升的水體鹽度較低。

在討論與結(jié)論部分，本研究通過計(jì)算每個(gè)格點(diǎn)上SSS異常與各驅(qū)動(dòng)因子（降水、MLD、上升流）在0-7天滯后窗內(nèi)的最大顯著相關(guān)系數(shù)，并將其幅值歸一化，量化了三種機(jī)制對SSS正負(fù)變化的相對貢獻(xiàn)百分比。結(jié)果表明：

這項(xiàng)研究系統(tǒng)性地闡明了降水、風(fēng)致混合和上升流在塑造南海熱帶氣旋引起的海表鹽度響應(yīng)中的不同角色和時(shí)空貢獻(xiàn)。其重要意義在于，首次在區(qū)域尺度上定量分離了這些相互耦合的物理過程對SSS變化的相對重要性，揭示了以往研究中常被忽視的降水對鹽化的間接促進(jìn)作用（通過破壞穩(wěn)定性）。這挑戰(zhàn)了“鹽度增加主要?dú)w因于混合”的傳統(tǒng)認(rèn)知，強(qiáng)調(diào)在未來模型中明確納入降水相關(guān)效應(yīng)，可以提升對SSS響應(yīng)模擬的準(zhǔn)確性。同時(shí)，研究指出的響應(yīng)不對稱性和多階段特征，以及機(jī)制貢獻(xiàn)的空間依賴性，為深入理解臺(tái)風(fēng)-海洋雙向反饋、改進(jìn)海洋模式參數(shù)化、乃至提升臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度預(yù)報(bào)技巧提供了關(guān)鍵的科學(xué)依據(jù)和觀測約束。未來，結(jié)合層結(jié)診斷和風(fēng)應(yīng)力旋度等指標(biāo)，有望進(jìn)一步闡明混合或上升流在何種條件下會(huì)導(dǎo)致淡化或鹽化，從而增強(qiáng)SSS歸因的物理真實(shí)性和預(yù)測能力。