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内孤立波对大陆架边缘海区的混合和生态有着显著影响，近年来已成为物理海洋学研究的热点。但是南海北部陆架的内波现场资料极为缺乏。2005年4—7月，中国科学院海洋研究所在文昌海区进行了文昌内波实验。通过此次现场观测数据发现，在4月下旬文昌海域有着强盛的内孤立波，其振幅在40m左右，产生的斜压流接近1m／s，且传播方向平行于等深线切线方向，向西南方向传播。分析还得出此类内孤立波并非发源于吕宋海峡，应该属于潮地相互作用局地生成的内孤立波。 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2017,(11)
基于三维海洋环流模式MITgcm,对非线性陡斜在南海北部内孤立波形成和传播过程中的作用进行了研究,探讨了内孤立波的三维演变过程。研究发现,吕宋海峡处正压潮流激发的斜压潮能射线在其西侧形成强斜压扰动,该扰动在西传过程中受到地形浅化的影响,发生非线性陡斜,波长变小,波形变陡,最终在南海北部陆架坡折处形成大振幅内孤立波,即南海北部的大振幅内孤立波主要是由吕宋海峡西侧的强斜压扰动发展而来,而非来自吕宋海峡巴坦岛附近经潮地相互作用所形成的强波动信号。同时,模式也揭示了a、b波的演变过程,在吕宋海峡西侧约120°E以东的海域,没有发现a、b波,经过西传过程中的非线性陡斜作用,a、b波才演变出来,表明传播过程在a、b波的形成中具有重要意义。 相似文献
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海洋是多尺度强迫-耗散系统,机械能主要在大尺度输入,在小尺度耗散。在大、中尺度运动的能量向小尺度湍流传递过程中,内波扮演着重要角色。内波的生成和破碎可打破海洋动力平衡,而在陆架区,内波（主要是内孤立波）的浅化演变与耗散则是驱动湍流混合的关键过程。通过长期的理论、观测与数值模拟研究,目前已认识到内波浅化过程中主要发生如下演变：波形调制、极性转变、裂变、破碎与耗散。相较于直接发生破碎,浅化演变过程中的裂变及其引发的剪切不稳定和对流不稳定是内孤立波在陆架区的主要耗散机制,显著调制陆架区的跃层混合。从能量串级的角度讲,内孤立波浅化裂变为动力不稳定的高频内波是潮能串级的重要通道。本文简要回顾南海北部陆架区内波的研究历史,并着重总结内波在陆架区演变与耗散机制的研究进展。 相似文献
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基于X 波段雷达获取东沙群岛附近内波的传播速度 总被引：1，自引：1，他引：0
根据2009年6月24日15时40分至25日16时40分“科学一号”考察船在东沙岛东北部陆架上K106站进行的长达25 h的X波段雷达、温度链、声学多普勒流速剖面仪(ADCP)同步观测数据,在该海域利用 Radon 变换技术获取了本次观测到的内孤立波的传播速度.利用该孤立波到达前30 min 的ADCP 流速值,计算得到内波传播方向上的背景流流速为0.04 m/s.最终得出该孤立波的传播速度为3.04 m/s,传播方向约为297°.基于同样的处理方法,求解了本航次中获取的南海东北部陆架处其他站点部分内波的波速信息.南海东北部陆架处内波,主要向西或西北方向传播.本研究对增进东沙群岛附近内孤立波传播特征的认识,具有重要意义. 相似文献
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南海深海物理过程与地质过程的关系探讨 总被引：1，自引：0，他引：1
南海东北部沉积物波等特殊的沉积现象与深海物理过程密切相关,海洋地质研究推断其与上升爬坡流、等深流、浊流作用有关,而南海东北部海洋遥感观测到的最显著现象则是广泛发育的非线性内波的西向传播和涡旋的西向漂移。南海东北部涡旋、内潮内波的形成演变与地形地貌有密切关系,重要的地形地貌如海脊(恒春海脊与吕宋水下火山弧)和陆架坡折,主要受构造过程控制。南海现代深海物理过程的建立及演变涉及到海盆本身的演化,也涉及到南海北部张裂大陆边缘的演化与东部俯冲大陆边缘的演化。构造过程、沉积过程与深海物理过程密切相关,对其关系的综合研究必将深化南海深海过程演变的认识。地震海洋学发展迅猛,但尚处于初级阶段,新的发现可能会改变人们的传统认识,可望揭示地球系统流体部分与固体部分相互作用的本质,为地球系统科学的突破做出贡献。 相似文献
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veKdv方程的若干系数在南海北部的地理分布特征及其季节变化分析 总被引：1，自引：1，他引：0
应用中国近海及邻近海域海洋再分析资料(简称CORA)研究南海北部第一模态内波场运动学参数的地理分布特征及其季节变化。首先分析了Brunt-Väisälä频率的统计特征;其次,基于弱非线性变系数扩展Kortewed-de Vries (veKdv)方程模型,计算了它的输入系数,即线性长波相速度,平方和立方非线性系数和频散系数,这些参数可用于定性评估内孤立波传播可能的极性,内孤立波的形态,幅度限制以及传播速度等。分析结果表明,南海北部季节性密度跃层从2月开始出现,最大浮力频率约在20 m。它在6—7月达到最强,自8月开始减弱,在10月消退。另一密度跃层出现在8—11月,最大浮力频率约在80 m,冬季大致在120 m。季节性密度跃层在4—9月十分明显,而8—10月双跃层现象显著,冬季仅出现较弱的第二密度跃层。在1—3月和10—12月海盆深水区最大Brunt-Väisälä频率值要大于陆架浅水区;而在5—9月情况则相反。Brunt-Väisälä频率最大值所在深度随季节变化显著,冬季最深,6—7月则最浅。计算的线性内波相速度、频散系数和幅度放大因子的空间特征主要取决于地形变化;平方(立方)非线性系数与地形关系较小,随季节变化明显,它们主要取决于局地海洋环境特征。通过分析veKdv方程的系数特征,解释了为何在夏季南海北部最容易观测到大振幅内孤立波和在吕宋海峡以东海域难以观测到孤立波的原因。 相似文献
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海洋内波由于其对海洋资源、海洋军事和工程的重要性而成为海洋学中的前沿课题。文中基于SAR遥感数据,结合KDV方程和Bragg散射机制反演内波波速、半振幅宽度、深度和振幅等动力学参数。对南海北部的非线性内波进行案例研究,由吕宋海峡传来的内波遇到东沙岛发生破裂,一部分继续向西传播,另一部分向西北沿等深线垂直方向传播。波向作为一个重要指标可以有效反映内波传播变化特征,文中以方向谱模型计算同一潮周期内内波传播的方向变化,并验证了180°方向模糊问题是可以解决的。同时内波传播将次表层海水和叶绿素从下层抬升,叶绿素浓度最高值达到0.35 mg/m~3,随着内波传播在0.08~0.35 mg/m~3范围内波动并逐渐趋于背景浓度值。研究使用海底地形与潮流数值合成的OTIS(Oregon State University Tidal Inversion Software)模型对南海北部大陆架区域的内波进行生成模拟,结果表明:当暖水流经吕宋海峡进入南海北部,body forcing1.5 m~2/s~2的海域能够激发内波的生成,其中兰屿岛和恒春半岛等海底山脊起到了关键作用。 相似文献
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本文通过对卫星遥感图像中的内孤立波及相互作用现象进行统计分析,讨论了南海北部内孤立波及相互作用现象的时空分布特征,验证了利用卫星遥感图像反演内孤立波振幅和传播速度以及研究内波相互作用现象的可行性。统计结果表明,南海北部的内孤立波主要集中在东沙群岛以及海南岛南部,内波相互作用主要集中在东沙岛西北部以及海南岛南部。本文对此给出解释:内波传播至东沙岛附近发生绕射,绕射的内波分裂成两列后以不同的传播方向继续向西传播,相遇并发生相互作用;内波在海南岛浅滩处发生反射,与后续传来的内波发生相互作用。同时,本文利用Korteweg-de Vries (KdV)方程和Benjamin-One(BO)方程,结合观测数据,对内波振幅和传播速度进行了反演实验。反演所得的内波振幅和传播速度与南海北部实际内波振幅和传播速度相近。 相似文献
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卫星遥感技术是探测海洋内孤立波的重要手段,目前提取内孤立波特征参数的工作均使用SAR图像。本文首次探讨了基于MODIS可见光图像的内孤立波信息反演方法,并对位于南海北部水深3 000m左右的内孤立波个例进行了研究,发现其振幅为124m,传播速度为3.14m/s,半波宽度为3 258m。根据潜标现场观测结果对反演得到的内孤立波信息进行了检验,结果表明,此方法具有较高的准确度,为研究南海北部深水区内孤立波提供了一条新的可行路径。 相似文献
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考虑旋转向量水平分量的大洋内波方程的一个渐近解 总被引：8，自引：0，他引：8
对于考虑旋转向量水平分量的大洋内波方程,本文求出了满足该方程的波函数的一个渐近解.该渐近波函数的振荡特性得到研究,结果表明旋转向量水平分量对高模态(高波数)内波的影响是不可忽略的. 相似文献
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The measurements by using ADCP (500 KH) and CTD were made during August 2000 in the south (37°55''N, 120°25''E) of the Bohai Sea, where the water depth was about 16.5m. The data of horizontal velocity with sampling interval of 2 min in 7 layers were obtained. The power spec-trum analysis of these data indicates that there are very energetic infragrvity waves with a period of about 6 min. The coherence spetrum analysis and the analysis of temporal variation of shear show that these infragravity waves are mainly the free wave model (properties of edge waves), in the meantimethey possess some characteristics of internal waves, which are likely due to the distinctive marine environment in this area. It is speculated on that the instability processes (chiefly shear instability) of sheared stratified tidal flow owing to the effect of sea-floor slope in the coastal area might be the main mechanism generating these infragravity waves. 相似文献
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Is the small-scale turbulence an exclusive breaking product of oceanic internal waves 总被引：1，自引：1，他引：0
FAN Zhisong 《海洋学报(英文版)》2011,30(6):1-11
On the basis of the theoretical research results by the author and the literature published up to date, the analysis and the justification presented in this paper show that the breaking products of oceanic internal waves are not only turbulence, but also the fine-scale near-inertial internal waves (the oceanic reversible finestructure) for inertial waves and the internal solitary waves for internal tides respectively. It was found that the oceanic reversible finestructure may be induced by the effect of the horizontal component f (f = 2Ωcosφ) of the rotation vector on inertial waves. And a new instability of the theoretical shear and strain spectra due to the effect of f occurs at critical vertical wavenumber β c ≈ 0.1 cpm. It happens when the levels of shear and strain of the reversible finestructure are higher than those of inertial waves, which is induced by the effect of f along an "iso-potential-pycnal" of internal wave. If all breaking products of internal waves are taken into account, the average kinetic energy dissipation rate is an order of magnitude larger than the values of turbulence observed by microstructure measurements. The author’s theoretical research results are basically in agreement with those observed in IWEX, DRIFTER and PATCHEX experiments. An important impersonal fact is that on the mean temporal scale of thermohaline circulation these breaking products of internal waves exist simultaneously with turbulence. Because inertial waves are generated by winds at the surface, and internal tides are generated by strong tide-topography interactions, the analysis and justification in this paper support in principle the abyssal recipes Ⅱ:energetics of tidal and wind mixing by Munk & Wunsch in 1998, in despite of the results of microstructure measurements for the turbulent kinetic energy dissipation rate and the diapycnal turbulent eddy diffusivity. 相似文献
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声速剖面时空分布的获取是利用声学方法监测内波的核心问题。在反演算法中，声速剖面通常是采用展开的方式用若干个参数来表示的。这就导致了有时很难从反演结果中直接获得内波的相关信息。本文的目标是找到一种通过展开系数直接获取内波特性的方法。通过推导内波水动力方程，可以从较少的声速剖面样本中提取出水动力简正模态（Hydrodynamic Normal Modes，HNMs）作为声速剖面展开的正交基。较之广泛采用的正交经验函数（Empirical Orthogonal Functions, EOFs），HNMs直接与内波活动相关，具有更明确的物理含义。然后，基于HNMs对声速剖面的时间序列进行展开，获得展开系数。最后，从前两阶展开系数的时间导数中可以获取内波活动的信息。将方法应用于受内波影响而具有明显时空扰动的南海北陆架区温度链数据，结果表明：只用前两节模态就可以在较好的精度范围内重构声速剖面。前两阶系数的时间导数具有独特的双震荡结构可以用于探测内孤立波。从展开系数也可以获得幅度以及波长信息。理论推导和实验分析证明了本文方法在内波监测中的有效性。HNMs方法使用便利且对样本的依赖性较小，可以在内波活跃海域作为EOFs的有效补充用于声速剖面的展开。 相似文献
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Ocean Waves: Half-a-Century of Discovery 总被引：1，自引：0，他引：1
Paul H. LeBlond 《Journal of Oceanography》2002,58(1):3-9
While the nature of most ocean waves has long been known and their basic physics understood since the nineteenth century,
intense study of ocean waves during the second half of the twentieth century has taken the subject from the realm of mathematical
exercises to that of practical engineering. Modern understanding of the generation, propagation and interactions of ocean
waves with each other and with oceanic features has advanced to a quantitative level offering predictive capacity. This paper
presents a brief qualitative review of advances in knowledge of sound waves, wind waves, tsunamis, tides, internal waves and
long-period vorticity waves. The review is aimed at non-specialists who may benefit from an overview of the current state
of the subject and access to a bibliography of general-interest references.
This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date. 相似文献
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Recent numerical studies (Hibiya et al., 1996, 1998, 2002) showed that the energy cascade across the internal wave spectrum down to small dissipation scales was
under strong control of parametric subharmonic instabilities (PSI) which transfer energy from low vertical mode double-inertial
frequency internal waves to high vertical mode near-inertial internal waves. To see whether or not the numerically-predicted
energy cascade process is actually dominant in the real deep ocean, we examine the temporal variability of vertical profiles
of horizontal velocity observed by deploying a number of expendable current profilers (XCPs) at one location near the Izu-Ogasawara
Ridge. By calculating EOFs, we find the observed velocity profiles are dominated by low mode semidiurnal (∼double-inertial
frequency) internal tides and high mode near-inertial internal waves. Furthermore, we find that the WKB-stretched vertical
scales of the near-inertial current shear are about 250 sm and 100 sm. The observed features are reasonably explained if the
energy cascade down to small dissipation scales is dominated by PSI. 相似文献
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继第部分之后研究了惯性内波和近惯性内波由f～的作用所致的剪切不稳定引起的破碎机制。物理上,该机制很象存在由风应力所致薄表面涡旋漂流层时表面波的破碎与饱和过程。惯性内波和近惯性内波的破碎产物与小尺度湍流一起形成了混合块,它与Gregg等人(1986)的持久混合观测结果一致。依据Thorpe(1973)实验的结果作者提出了一个估计湍流动能耗散率和消衰时间的方法。结果表明,在剪切不稳定中近惯性内波在湍动耗散中起了关键作用,而惯性内波引起非常弱的湍动耗散。使用内波能量谱的标准总能量密度估计出的近惯性内波的耗散率和消衰时间与PATCHEX测量结果非常一致。文中还讨论了几个与此破碎机制有关的问题。 相似文献
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依据在作者的前文（１９９８）中对于考虑旋转向量水平分量（ｆ～）的大洋内波方程求出的渐近解,文中对Ｓ场（考虑ｆ～条件下的总的内波场）,ＳＩ场（不计ｆ～影响的内波场）和ＳＦ场（Ｓ场中与ｆ～相关联的部分）导出了能量谱和相干谱。此理论谱与Ｍｕｌｅｒ等（１９７８）的ＩＷＥＸ实验的观测结果相比较表明,ＳＦ场的水平动能谱和铅直位移谱基本上与水平流细结构和铅直位移细结构的观测谱一致。作者推测ＳＦ场对应于中纬度大洋可逆细结构。但是对于相干谱的观测结果,在不考虑内波非线性相互作用和破碎过程的条件下,仅考虑ＳＦ场的影响还不能给予满意的解释。 相似文献