Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science, University of Miami, Miami, FloridaWoods Hole Oceanographic Institution, Woods Hole, MassachusettsNASA/Goddard Space Flight Center, Wallops Island, VirginiaCORRESPONDING AUTHOR: Dr. Shuyi S. Chen, RSMAS/University of Miami, Miami, FL 33149 E-mail: schen@rsmas.miami.edu

Abstract Oceanic mesoscale eddies with horizontal scales of 50–300 km are the most energetic form of flows in the ocean. They are the oceanic analogues of atmospheric storms and are effective transporters of heat, nutrients, dissolved carbon, and other biochemical materials in the ocean. Although oceanic eddies have been ubiquitously observed in the world oceans since 1960s, our understanding of their three-dimensional (3D) structure, generation, and dissipation remains fragmentary due to lack of systematic full water-depth measurements. To bridge this knowledge gap, we designed and conducted a multi-months field campaign, called the South China Sea Mesoscale Eddy Experiment (S-MEE), in the northern South China Sea in 2013/2014. The S-MEE for the first time captured full-depth 3D structures of an anticyclonic and cyclonic eddy pair, which are characterized by a distinct vertical tilt of their axes. By observing the eddy evolution at an upstream versus downstream location and conducting an eddy energy budget analysis, the authors further proposed that generation of submesoscale motions most likely constitutes the dominant dissipation mechanism for the observed eddies.

Abstract The Surface Water and Ocean Topography (SWOT) mission provides a good opportunity to study fine‐scale processes in the global ocean but whether it can detect balanced submesoscale eddies is uncertain due to the “contamination” by unbalanced inertial gravity waves. Here, based on concurrent observations from SWOT and a mooring array in the northwestern Pacific, we successfully captured two submesoscale cyclonic eddies with negative sea level anomalies (SLAs) in spring 2023. We find that the SLA amplitude and equivalent radius of the first (second) eddy are 2.5 cm and 16.0 km (2.0 cm and 18.8 km), respectively. For both eddies, their vertical scales are around 150 m and their horizontal velocities and Rossby numbers exceed 15.0 cm/s and 0.4, respectively. Further analysis suggests that similar submesoscale eddies can commonly occur in the northwestern Pacific and that SWOT is capable to detect larger submesoscale eddies with scales greater than ∼10 km.

In this paper, a hydrodynamic model of Jiaozhou Bay was developed using the Regional Ocean Modeling System and validated against observed tidal levels and current data. The model accurately characterizes the tidal and current features of the region. Based on this model, the spatial and temporal distributions of flow fields and tidal energy resources were analyzed. A 100-turbine tidal power plant was simulated utilizing a momentum-based approach that accounts for resource distribution, bathymetry, topography, and turbine parameters. The resulting hydrodynamic changes, including velocity variations peaking at 0.5 m/s within the turbine deployment zone and tidal level shifts confined to the bay (maximum change in ~10 cm), emphasize the importance of localized environmental assessments. However, the findings also highlight broader considerations for the sustainable development of tidal energy in semi-enclosed bays worldwide, where strategic siting and design can mitigate larger ecological disturbances. These findings may provide a scientific foundation for balancing clean energy extraction with minimal environmental impact, thus contributing to global efforts to develop more resilient and sustainable coastal energy systems.

Abstract Tropical cyclones (TCs) frequently encounter and interact with mesoscale eddies when moving over the ocean, affecting both of their subsequent evolutions. The South China Sea (SCS) suffers the most frequent TCs among global oceans and contains active eddies. On average, one TC encounters and interacts with at least one eddy during its lifespan in the SCS. Using 27‐year satellite data and numerical simulations, we examined the response and feedback of mesoscale eddies to TCs over the SCS, based on TCs' interaction with 183 cyclonic ocean eddies (COEs) and 152 anticyclonic ocean eddies (AOEs). TCs induce a symmetric sea surface height reduction with maximum reduction (∼5 cm on average) appearing at the TC center. Pre‐existing COEs (AOEs) are enhanced (weakened) by TCs with an average 24% increase (17% decrease) in amplitude and enlarged (shrunk) with an average 19% increase (13% decrease) in radius. Stronger or slower‐moving TCs enhance COEs more significantly. Pre‐TC existing COEs (AOEs) enhance (suppress) TC‐induced sea surface cooling, and thus suppress (fuel) TC intensification, with the effect of COEs statistically stronger than AOEs. This modulating effect is more pronounced under stronger or slower‐moving TCs. Eddy's location also influences the modulating effect, with pre‐TC COEs located to the left (right) of TC track shifting the largest cooling leftwards (rightwards). Furthermore, the left‐located COEs increase cooling amplitude by 61%, stronger than right‐located COEs (26%). These results suggest that the combination of mesoscale eddies and TC attributes complicates TC‐induced sea surface cooling, which potentially affects TC intensification, wind structure, and rainfall.