| 层结背景下热液柱演化的实验模拟 |
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| 引用本文： | 屈玲,郭双喜,鲁远征,岑显荣,周生启.层结背景下热液柱演化的实验模拟[J].海洋与湖沼,2017,48(6):1426-1434. |
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| 作者姓名： | 屈玲 郭双喜 鲁远征 岑显荣 周生启 |
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| 作者单位： | 中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室 广州 510301,中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室 广州 510301,中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室 广州 510301,中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室 广州 510301,中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室 广州 510301 |
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| 基金项目： | 中国科学院战略先导科技专项项目，XDA11030301号；国家自然科学基金项目，41406035号，41606010号；广东省自然科学基金项目，2016A030311042号，2016A030310114号，2016A030313155号。 |
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| 摘 要： | 为了研究洋中脊处海底烟囱喷出的热液柱的动力学特征以及其与周围海水之间的关系,在实验室内对热液柱的演化过程进行了实验模拟研究。在实验设计中,采用底部点源提供热通量的方法触发热液柱,使用粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry——PIV)获取速度信息,高灵敏度热敏探头采集温度信息。通过瞬时速度场分析热液柱的运动特征以及其与周围层结背景环境之间的卷挟过程。实验表明,层结的背景环境阻碍了热液柱的垂向上升以及水平延伸。层结的背景条件下,在热液柱发展演化的整个过程中,其呈现出明显的振荡特征,且振荡频率(0.10—0.35rad/s)与背景环境的浮力频率(0.20—0.30rad/s)数值相当。热液柱与周围纯水之间存在强混合,发现在热液柱的热源处和顶部的混合最为强烈,中性浮力层高度以下是热液柱与周围纯水混合的主要区域,混合强度以卷挟系数α表征,α值从–0.30到0.13之间变化,大致随着高度的增加而减小。通过瞬时速度场分析得到热液柱的湍流耗散率ε,发现在垂直方向上,其"颈部"的耗散最强,沿水平方向上,其中心处的耗散最大,向四周逐渐递减,呈现高斯分布。
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| 关 键 词： | 热液柱 速度场 温度振荡 耗散率 卷挟率 |
| 收稿时间： | 2017/5/19 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2017/9/19 0:00:00 |
LABORATORY SIMULATION OF HYDROTHERMAL PLUMES EVOLUTION IN THE STRATIFIED BACKGROUND |
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| QU Ling,GUO Shuang-Xi,LU Yuan-Zheng,CEN Xian-Rong and ZHOU Sheng-Qi.LABORATORY SIMULATION OF HYDROTHERMAL PLUMES EVOLUTION IN THE STRATIFIED BACKGROUND[J].Oceanologia Et Limnologia Sinica,2017,48(6):1426-1434. |
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| Authors: | QU Ling GUO Shuang-Xi LU Yuan-Zheng CEN Xian-Rong and ZHOU Sheng-Qi |
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| Institution: | State Key Laboratory of Tropical Oceanography, South China Sea Institute of Oceanology Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, China,State Key Laboratory of Tropical Oceanography, South China Sea Institute of Oceanology Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, China,State Key Laboratory of Tropical Oceanography, South China Sea Institute of Oceanology Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, China,State Key Laboratory of Tropical Oceanography, South China Sea Institute of Oceanology Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, China and State Key Laboratory of Tropical Oceanography, South China Sea Institute of Oceanology Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | hydrothermal plumes velocity field oscillation of temperature dissipation rate entrainment rate |
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