斯托克斯漂流与波浪驱动的欧拉流对地中海模拟表层颗粒扩散不可忽视的影响

海洋表层颗粒扩散模拟对于解决塑料污染、溢油、生物连通性和搜寻救援等社会问题至关重要。然而，这些拉格朗日模拟的质量取决于底层数值模型对主要海洋环流特征表征的准确程度。在本研究中，我们探讨了如果纳入通常被忽略或仅被近似估算的表层波浪影响，模拟的表层颗粒扩散会发生怎样的改变。在表层波浪的影响下，颗粒不仅随欧拉流速运动，还会经历沿波浪传播方向的净漂移，即斯托克斯漂流。此外，波-流相互作用还会产生波浪驱动的欧拉流。我们利用地中海海洋-波浪耦合模型构型的输出结果来回答以下问题：斯托克斯漂流与波浪驱动欧拉流的相对影响是什么？通常采用的、由独立运行的海洋模型和波浪模型获得的欧拉流与斯托克斯漂流叠加构成的近似方法，能够在多大程度上表征总波浪影响？我们发现，斯托克斯漂流以及波浪驱动的欧拉流对表层颗粒扩散均具有不可忽视的影响。尽管二者的作用方向往往相反，但由于时间和空间变异性不同，它们并不一定会相互抵消。我们的分析表明波浪影响具有季节依赖性。在地中海的大部分区域，海洋-波浪耦合在冬季主要受斯托克斯漂流主导影响而增加了模拟的平均拉格朗日表层流速，在夏季则主要受波浪驱动欧拉流主导影响而降低了该流速。然而，部分区域在全年范围内也表现出斯托克斯漂流或波浪驱动欧拉流影响的单方面主导。因此，应用常用的近似方法并不总是对表层颗粒模拟有益。与忽略任何波浪影响相比，该近似方法的利弊取决于季节、区域以及所关注的拉格朗日度量，且难以先验估计。因此，只要可能，在进行表层颗粒扩散模拟时均应采用海洋-波浪耦合模型。