近日，国际知名期刊Marine Geology在线发表了海洋与大气学院的最新科研成果“Impact of tidal shear fronts on terrigenous sediment transport in the Yellow River Mouth: observations and a synthesis”（潮汐切变锋对黄河口陆源沉积物输运的影响：多期观测与综合分析），该成果第一作者为海洋与大气学院青年教师王楠博士，通讯作者为物理海洋教育部重点实验室宋德海教授。
切变锋是常见的河口锋面类型之一，也是河口陆源物质“源-汇”过程中的重要沉积动力要素，对径流淡水、泥沙、营养盐、微塑料的跨陆架输运具有重要影响。黄河口是世界典型的高密度流河口，沉积快，易冲淤，多摆动。入海泥沙在异重流、异轻羽状流和切变锋的共同作用下，80%沉积在河口30km范围内，悬浮泥沙绝大多数输运至莱州湾，少量进入渤海湾，难以跨过河口切变锋区向渤海中部输运。过去学者们报道的河口切变锋均为反向切变锋（内涨外落型和内落外涨型），认为其是常态下悬沙难以跨锋区输运的关键动力机制。然而，反向锋面仅在一个潮周期40%的时间内存在（涨憩和落憩），悬沙在反向锋面消失时也未有大规模跨锋区输运，必然存在阻碍悬沙跨锋区输运的其他动力机制。
因此，本研究基于1995、2003和2019年黄河口断面上的多船同步水沙观测数据，研究了潮汐切变锋的长期变化特征、机理以及对跨锋区泥沙输运的影响（图1）。结果表明，除了反向切变锋外，涨、落潮期间还存在同向切变锋，尤其落潮同向切变锋因黄河口的潮汐不对称而更为显著。其位于口门浅滩和水下三角洲前缘斜坡之间，在落急前后持续约3小时，最大锋面剪切强度与反向切变锋相当，形成机制也相似，降低了落潮期间径流悬沙跨锋区输运的效率。正是由于同向切变锋和反向切变锋在潮周期中交替出现，覆盖了落潮前后的所有时间，而涨潮期间悬沙输运又指向陆地，才使得径流悬沙在仅依靠潮流输运的条件下难以穿越锋区（图2）。此外，河口切变锋年际变化与盐度梯度、浊度梯度、河口地形梯度均呈显著的正相关，也印证了河海相互作用过程中的地形-锋面相互作用机制。
近二十年来，随着黄河人工调水调沙成为常态，径流水沙特征从洪-枯季的自然变化，已变为调控单月的“单脉冲形态”，大规模异重流已很罕见，切变锋对入海悬沙的影响更显重要，常态下同向切变锋对河口悬沙跨锋区输运的作用更加不可忽视。这一结果丰富了河口三角洲沉积动力学的认识，为研究河口锋面过程提供了新的见解。
图1. 1995、2003和2019年的黄河口观测断面地形图。1995、2003和2019年的河口向海凸出距离分别约为27 km（a）、17 km（b）和23 km（c），水下三角洲前缘的平均坡度分别约为0.0026（d）、0.001（e）和0.002（f）。
图2. 常态条件下潮周期内黄河口潮汐切变锋和径流泥沙的扩散模式。（a）内落外涨型反向切变锋，（b）落潮同向切变锋，（c）内涨外落型反向切变锋，（d）无明显切变锋的涨潮。
发表文章列表：
Wang, N., Li, K., Song, D. H., Bi, N. S., Bao, X. W., Liang, S. K., and Li, G. X. (2024).Impact of tidal shear fronts on terrigenous sediment transport in the Yellow River Mouth: Observations and a synthesis. Marine Geology, 469, 107222.
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.margeo.2024.107222