河口三角洲作为河流-陆地-海洋相互作用的关键区域，具有巨大的固碳增汇潜力，同时也是最脆弱的沿海生态系统之一。近年来受全球变暖影响，台风强度显著增强并呈现极地迁移趋势，极端寒潮事件频率也有所提升，使得中高纬度河口三角洲面临严峻蚀退威胁。波浪动力过程显著影响近岸水位、流场及沉积物输运，位于渤海湾和莱州湾之间的黄河三角洲由黄河携带大量泥沙堆积而成，其浅水浅滩地貌特征使其极易受灾害性海浪影响。因此，研究不同极端事件下的波浪场变化，对维持黄河三角洲健康稳定的海岸带环境具有重要意义。

近日，中国科学院烟台海岸带研究所近岸河口物理海洋研究组（毛淼华研究团队）基于第三代海浪模型SWAN（Simulating Waves Nearshore），结合海洋观测数据，重点研究了黄河三角洲近岸海域的极端波浪过程。研究团队采用双重嵌套的非结构化SWAN模型，模拟了台风烟花(2021)、梅花(2022)以及2021和2022年两次寒潮事件期间的波浪（图1）、海况（图2）和波能（图3）变化。主要研究成果包括：

（1）极端事件期间风浪主导海况，仅在台风过境后海域内出现涌浪主导海况，黄河三角洲的扇形延伸可以有效阻挡部分涌浪入侵；

（2）台风和寒潮事件中，由于涌浪的存在，波浪响应存在明显滞后现象；

（3）寒潮事件中有效波高出现双峰波，而台风事件中为单峰波，风浪是造成这种现象的主要原因，涌浪对双峰现象有一定的削弱作用；

（4）在黄河河口近岸海域，白帽耗散是深水区的主要波能耗散机制，而波浪破碎主导近岸浅水区的波能损失；

（5）三角洲前缘的复杂地形有效调节波浪向岸传播与波能再分配过程，波浪在向岸传播中经历多次破碎，三幅波-波相互作用与波浪破碎呈现良好的对应关系。

图1 (a)台风烟花(2021)、(b)台风梅花(2022)、(c)2021年寒潮和(d)2022年寒潮事件期间有效波高的时空变化

图2 (a)台风烟花(2021)、(b)台风梅花(2022)、(c)2021年寒潮和(d)2022年寒潮事件期间海况时间变化

图3 (a)台风烟花(2021)、(b)台风梅花(2022)、(c)2021年寒潮和(d)2022年寒潮事件期间波能耗散空间分布

研究成果系统揭示了浅水河口三角洲近岸海域的波浪动力过程特征，对理解极端事件下波浪动力响应具有重要理论指导意义，并为近岸环境演变研究与三角洲区域海岸带工程建设提供了科学支撑，学术价值和应用潜力显著。

相关成果以“Wave dynamics in the Yellow River Estuary during cold wave and typhoon events”为题发表于数值模拟领域的国际期刊《Ocean Modeling》，文章第一作者为烟台海岸带所硕士研究生高盛涵，通讯作者为毛淼华研究员(mhmao@yic.ac.cn)，合作作者包括马里兰大学Meng Xia教授。该研究得到国家自然科学基金（42050410325)、烟台市“双百计划”（E039031101）和山东省重点研发项目（2022CXPT019）的资助。

论文信息：

Gao, S., Mao, M.*, & Xia, M. (2025). Wave dynamics in the Yellow River Estuary during cold wave and typhoon events. Ocean Modelling, 102568. https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2025.102568

相关论文信息：

Su, C., Sahoo, B. *, Mao, M., & Xia, M. (2025). Machine learning techniques for predicting typhoon‐induced storm surge using a hybrid wind field. Journal of Geophysical Research: Machine Learning and Computation, 2, e2024JH000507. https://doi.org/10.1029/2024JH000507

Peng, J., Mao, M.*, & Xia, M. (2024). Wave Spectra Analysis on the Spatiotemporal Variability of Sea States under Distinct Typhoon Tracks in a Semienclosed Sea. Journal of Physical Oceanography, 54(3), 783-807. https://doi.org/10.1175/JPO-D-23-0066.1

Peng, J., Mao, M.*, & Xia, M. (2023). Dynamics of wave generation and dissipation processes during cold wave events in the Bohai Sea. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 280, 108161. https://doi.org/10.1016/j.ecss.2022.108161

Nguyen, Q. T., Mao, M.*, & Xia, M. (2023). Numerical Modeling of Nearshore Wave Transformation and Breaking Processes in the Yellow River Delta with FUNWAVE-TVD Wave Model. Journal of Marine Science and Engineering, 11(7), 1380. https:// doi.org/10.3390/jmse11071380