潮汐与海冰对阿拉斯加库克湾波浪动力学的耦合影响机制研究

　　本文通过现场观测与谱波模型（SWAN/WaveWatchIII）相结合的方法，系统性揭示了阿拉斯加库克湾极端潮汐与季节性海冰对波浪动力学（如波高Hs、谱峰周期Tp）的调制作用，为极地海岸工程设计与海洋安全运营提供了关键科学依据。

　　

Highlight

库克湾（Cook Inlet, CI）作为美国潮差最大的河口，其波浪动力学受潮汐流与海冰的显著调控。本研究通过分析现场波浪观测数据与谱波模型模拟，首次系统揭示了潮汐相位对波浪能量的空间调制规律：在强逆流梯度下，波-流相互作用（WCI）可使显著波高（H_s）增加达1米，而上、下湾区风暴期间波高可分别超过2米与6米。海冰的存在则显著抑制了区域波能，体现了多环境变量（水流、水位、冰情）对波浪场的复合影响。

Discussion and conclusions

本研究通过三阶段分析阐明：首先，基于现有数据集评估了库克湾低能波浪平均状态；其次，观测数据频谱分析证实潮汐分量对波浪的调制作用；最后，通过耦合海洋环流与谱波模型（支持WCI与冰强迫）的极端事件模拟，量化了潮汐流与海冰对波高的动态影响。结果表明，逆流梯度导致的波能聚集效应在狭窄水道（如Forelands）尤为显著，而海冰覆盖可使波能衰减达50%以上。这些发现强调了在极地河口波浪建模中必须集成水流、水位与冰情强迫，以提升工程设计安全性与海洋环境预测准确性。

CRediT authorship contribution statement

Martin Henke：研究设计、数据 curation、 Formal分析、可视化及初稿撰写；

Zhaoqing Yang：研究监督、项目管理与论文修订。

Declaration of competing interest

作者声明无已知利益冲突。

Acknowledgment

研究由美国能源部水能技术办公室（U.S. Department of Energy, Water Power Technologies Office）资助（合同号待定），承研单位为太平洋西北国家实验室（PNNL）。