全球气候变暖背景下，西北太平洋台风路径显著向高纬度偏移，台风影响范围由热带、亚热带海域持续向北扩张至温带海区，频繁形成台风北上叠加冷空气南下的复合型强风场，给我国温带近岸海域安全与海岸防护造成全新威胁。当前研究多聚焦单一台风、单一冷空气驱动的波浪过程，两类天气系统共同作用下海域波浪的耦合响应规律、非对称驱动机制尚不清晰。

针对这一问题，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）在我国渤海开展了典型温带半封闭海域台风与冷空气协同作用下极端风浪演化机理研究，相关成果发表于国际权威物理海洋期刊 Journal of Geophysical Research: Oceans。

研究团队以2019年台风“利奇马”过境渤海、同步遭遇北下冷空气这一典型复合极端天气过程为研究案例，耦合风场解耦技术与精细化波浪数值模拟手段，定量剖析台风、冷空气两类风场对渤海波浪特征、全域海况演变的差异化驱动作用，精准量化两类系统各自对波浪场的贡献占比。

本研究主要得到三点核心结论：

（1）受风向对冲、波浪非线性相互作用、浅海地形约束、冷空气强度临界阈值多重因素调控，台风与冷空气双重强风叠加不会简单加剧海域波浪，反而会对半封闭海域有效波高增长产生抑制作用（图1）；

（2）极端海况变化剧烈区域集中于台风移动路径沿线；特定时段内，渤海全域波浪谱由冷空气生成的远距离涌浪主导，台风局地风生浪仅起次要调控作用（图2）；

（3）辽东湾、渤海湾、莱州湾、渤海中部等不同海区波浪时空差异，直接受控于冷空气来向、台风移动轨迹、海区相对台风中心的空间位置三大要素；西北风、东北风背景下，各海湾波高演化规律存在显著差异（图3）。

图1台风、冷空气耦合、单独作用下渤海有效波高空间分布及两类风场对波浪的相对贡献

图2渤海多分区时序波浪谱及台风、冷空气分别主导下的海况结构差异

图3不同冷空气来向、台风移动路径下渤海各海区波高空间分异控制机制与时空聚类特征

该研究厘清温带半封闭海域与开阔大洋在复合风场下波浪响应的本质差异，完善了北上亚热带台风与南下亚极地冷空气耦合下近岸波浪动力学理论体系，填补了复合型极端海浪非对称强迫机制研究空白。研究成果可支撑温带半封闭海域复合强风事件的海洋灾害预警、海岸工程防护与海上作业风险管控，有效提升渤海及同类浅海海域极端海况预报精度，助力沿海防灾减灾体系建设。

论文第一作者为烟台海岸带所彭婕特别研究助理，通讯作者为毛淼华研究员。研究得到国家自然科学基金等项目的资助，同时获得中国科学院“东方之星”等超算平台算力的支撑。

相关论文信息：

Peng, J., Mao, M.*, and Du, J. (2026). Composite extreme wind‐wave event: Asymmetric forcing from typhoon and cold air in a temperate semienclosed sea. Journal of Geophysical Research: Oceans, 131, e2026JC024175. https://doi.org/10.1029/2026JC024175

Peng, J., Mao, M.*, and 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.*, and 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