The numerical studies of the formation processes of the universal internal wave spectrum in the deep ocean

深海通用内波谱形成过程的数值研究

• 批准号: 19740286
• 负责人: NIWA Yoshihiro
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19740286/
• 关键词: 乱流混合; 内部波; 非線形相互作用; 内部潮汐波; 近慣性内部波; 海洋内部波平衡スペクトル; 乱流パラメタリゼーション; 海洋深層大循環

As a basic study for an accurate parameterization of turbulent diffusivity in the deep ocean, the formation processes of the universal ocean internal wave spectrum are investigated using a fine-grid numerical model forced with both the tidal- and windforcings. It is found that, only when both the tidal- and wind- forcings are applied, the universal Garrett-Munk (GM) spectrum as observed in the real ocean can be successfully reproduced independent of the ratio of each forcing. Especially, it is shown that the cascade of internal wave energy is enhanced around the latitude of 30° through nonlinear resonant triad interaction mechanism called parametric subharmonic instability. It is also indicated that low-vertical mode internal tides can propagate a long distance more than 10000km across the open ocean, suggesting that they play important roles in maintaining the universal energy level of the GM spectrum.

作为对深海中湍流难度进行准确参数化的基本研究，使用潮汐和风力强迫的细网格数值模型研究了通用海洋内波谱的形成过程。已经发现，只有在应用潮汐和风力燃料时，在实际海洋中观察到的通用Garrett-Munk（GM）频谱才能成功地复制到与每种强迫的比率无关的。特别是，表明内部波能的级联通过称为参数亚谐波不稳定性的非线性谐振三合会相互作用机制在30°的纬度围绕30°的纬度增强。还表明，低垂直模式的内部潮汐可以在整个海洋中传播超过10,000公里的长距离，这表明它们在维持GM光谱的通用能级中起着重要作用。

项目成果

Numerically reproduced internal wave spectra in the deep ocean

• DOI: 10.1029/2008gl036825
• 发表时间: 2009-04
• 期刊: Geophysical Research Letters
• 影响因子: 5.2
• 作者: Y. Sugiyama;Y. Niwa;T. Hibiya

内部潮汐波のグローバル分布に関する数値シミュレーション

内潮波全球分布的数值模拟

• 发表时间: 2009
• 期刊: 平成20年度東京大学気候システム研究センター共同研究報告書
• 作者: 日比谷紀之;丹羽淑博;長澤真樹;古市尚基;岩前伸幸;横田華奈子;田中祐希;毛利研;永井平;田中響子
• 通讯作者: 田中響子

Latitudinal dependence of diapycnal diffusivity in the thermocline observed using a microstructure profiler

• DOI: 10.1029/2007gl032323
• 发表时间: 2007-12
• 期刊: Geophysical Research Letters
• 影响因子: 5.2
• 作者: T. Hibiya;M. Nagasawa;Y. Niwa

Global mapping of wind-induced internal wave energy in the deep ocean

深海风致内波能的全球测绘

• 发表时间: 2008
• 作者: N. Furuichi;Y. Niwa;and T. Hibiya
• 通讯作者: and T. Hibiya

全球数値シミュレーションに基づく深海の乱流混合過程に供給しうる内部潮汐波エネルギーの見積もり

基于全局数值模拟估计可供给深海湍流混合过程的内潮汐波能量

• 发表时间: 2011
• 作者: 丹羽淑博;日比谷紀之
• 通讯作者: 日比谷紀之