南海西北部海域内孤立波的局地生成机理及演变规律研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
41106017
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
25.0万
负责人：
徐振华
依托单位：
中国科学院海洋研究所
学科分类：
D0601.物理海洋学
结题年份：
2014
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2014-12-31

项目参与者：
杨德周；冯兴如；孙俊川；杨万康；
关键词：
海洋内波内潮南海内孤立波

项目摘要

南海北部存在两个内孤立波的多发区，分别为东北部-东沙岛到吕宋海峡海域和西北部-海南岛以东海域。现有内孤立波的研究大都集中在南海东北部，认为该海区内孤立波存在外海传入和局地生成两种，但以吕宋海峡等海域传入为主；而南海西北部，受现场资料所限，目前关于该海域内孤立波的生成机理尚未有明确的科学认识。我们对中科院海洋所在南海西北部获得的长达半年的高精度资料的初步分析表明，该海域也存在大振幅内孤立波，其发生频率等特性与东北部明显不同，表现出局地激发的特征，但具体生成机理仍不清楚。本研究拟利用南海西北部的观测资料，采用理论分析和数值模拟方法，区分该海区局地生成和外海传入的内孤立波，为该海域存在局地生成的内孤立波提供新的证据；建立适用于该海域的非线性内波传播模型，研究内孤立波演变过程及分布特征，并进一步探讨其激发源区。该研究能加深对南海北部内波能量传递过程的认识，并为海洋资源开发及军事安全提供科学依据。

结项摘要

南海北部内孤立波的研究大都集中在东北部海域,而受现场资料所限，南海西北部目前内孤立波的特征和机理尚未有明确的科学认识。我们基于南海西北部高精度资料的初步分析表明，该海域也存在大振幅内孤立波，其主要的生成机制是内潮非线性衍生，由此，我们对内潮和内孤立波的特征进行了深入的分析。在内潮方面，我们发现南海西北部的内潮表现出与南海东北部海域不同的结构特征，比如半日内潮表现出多模态结构，其中第二模态的半日内潮占主导地位，而全日内潮以第一模态为主；在内孤立波方面，我们基于现场资料首次对南海台风条件下内孤立波的响应过程进行研究，发现台风可以使当地水体的层化结构及背景流场产生急剧的变化，从而对内孤立波的特性产生明显的影响，其影响主要可以分为两个过程：台风过境期间的直接强迫过程和台风离开之后以近惯性内波为主的影响过程；通过理论分析发现：包含二阶非线性项的修正KdV方程可以较好的模拟大振幅下凹型内孤立波的波形和波宽-振幅关系等特征,但是当大振幅上凸型内波过境时，内孤立波使上混合层变浅，此时一阶非线性更为重要，所以一阶KdV理论更适合上凸型内孤立波的模拟。