中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境与岛礁生态全国重点实验室海洋环境模拟与应用技术研究团队与合作者在南海北部内孤立波三维数值模拟研究方面取得新进展，成功研发南海北部内孤立波数值模型的新版本（ISWNM-NSCS v2.0），显著提升了内孤立波特征预报的精度与稳定性。相关成果近日发表于《地球科学模型开发》（Geoscientific Model Development）。

南海北部内孤立波三维数值模型v2.0模拟结果。研究团队供图

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论文第一作者、中国科学院南海海洋研究所副研究员龚延昆表示，南海北部内孤立波主要是由来自太平洋的潮流通过吕宋海峡水下陡峭的海脊所激发产生，是一种大振幅强非线性内波，对海洋混合、生态环境、海洋工程及水下航行安全等产生重要影响。受南海北部复杂地形和背景环流影响，如何精确预报内孤立波的生成、传播与演变规律一直面临较大挑战。

针对该问题，海洋环境模拟与应用技术研究团队联合中国海洋大学教授陈学恩团队，自然资源部第二海洋研究所研究员朱小华、副研究员赵瑞祥等科研人员，在国家自然科学基金、广东省自然科学基金等项目的资助下，基于原有模型ISWFM-NSCS v1.0，进一步引入了背景流场和水平非均匀层化结构，更真实地刻画内孤立波的传播时间、垂向振幅、波致流速、半波宽度和传播方向等关键特征。同时，团队通过优化水平与垂直方向的黏性和扩散系数，在保证模型数值稳定性的前提下，有效延长了模型的预报时效；并基于东沙岛附近现场观测数据对模型性能开展系统评估，通过一系列敏感性试验分析各项更新的独立贡献。

“与上一代模型相比，ISWNM-NSCS v2.0 在内波到达时间预报方面精度提升37%，垂向振幅精度提升34%，波致流速精度提升25%，半波宽度预报能力显著提高85%。”论文通讯作者、中国科学院南海海洋研究所研究员蔡树群表示，该模型的成功研发将为海洋环境安全保障、海洋资源开发和可持续发展等提供更为可靠的预报工具。

相关论文信息：https://doi.org/10.5194/gmd-18-5413-2025