IOCAS-IR  > 海洋环流与波动重点实验室
热带西太平洋近惯性内波的生成及其垂向传递机制
高静
Subtype博士
Thesis Advisor王凡,汪嘉宁
2021-06
Degree Grantor中国科学院大学
Place of Conferral中国科学院海洋研究所
Degree Name理学博士
Keyword近惯性内波 内潮 中尺度涡旋 参量次谐频不稳定机制
Abstract

  近惯性内波广泛地分布在海洋内部,并最终会在海洋内部破碎生成湍流,对大洋混合和全球经向翻转环流的平衡非常重要。然而由于缺乏长期、连续和全水深的观测,大洋近惯性内波能量有多少可以传递至密跃层以下和中深层海洋一直存在争议,目前精确地模拟近惯性内波仍是一个挑战,究其根本原因是对近惯性内波的产生机制和垂向传递的影响机制缺少足够的认识。本文基于高时间和垂直分辨率、全水深和长期连续的潜标观测资料,结合船载观测资料和卫星遥感资料等,分析了热带西太平洋近惯性内波在密跃层下和中深层的时空特征,阐明了风和潮对近惯性能量产生的贡献,揭示了近惯性内波垂向传递过程对风应力旋度和中尺度涡旋的单独和联合响应。

  基于位于139°E/11.6°N潜标3年连续观测资料,我们给出了近惯性内波在密跃层周围的时空分布,分析了能量向下传递的近惯性剪切强度和传递深度对风应力旋度和海平面高度异常(SLA)的响应,得出了如下结论。1)密跃层以下深度的剪切强度对风应力旋度增大的响应是非单调的。因为很强的旋度可以通过减小密跃层以下的内波通量来阻止强剪切能量的向下传播。因此,对密跃层以下近惯性剪切能贡献更多的是中(甚至弱)等强度气旋,而不是非常强的气旋。2)正SLA和负SLA分别引起的混合层流动的辐合和辐散,引发的惯性抽吸导致密跃层的下沉和上涌,进而使强剪切分别出现在密跃层的下部和上部,因此正SLA更有利于近惯性剪切能量的传递。3)近惯性剪切的时间变化受强气旋事件和SLA年际变化的影响较大,不完全随风应力的季节变化而变化。我们提出风应力旋度场和SLA场的精确模拟和匹配,以及重视中、弱等强度旋度的重要贡献,很可能对模拟风生近惯性波有重要的作用。

  基于位于130°E/15°N潜标3年的全水深观测资料,我们给出了大洋中深层近惯性能量的时空分布特征,对中深层近惯性能量的来源和其垂向传递影响机制进行了研究,得出了如下结论。1)在全日潮临界纬度以北,当暖涡控制水体时有效惯性频率降低,全日潮可通过参量次谐频不稳定机制(PSI)机制向中深层提供近惯性能量。2)风生近惯性内波的垂向传递也可为中深层提供近惯性能量,且暖涡对其垂向传递具有重要调节作用,越强的暖涡越有利于其下传。3)对1500米层近惯性能量,风生近惯性内波垂向传递的贡献远大于全日潮的PSI机制。

Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/170643
Collection海洋环流与波动重点实验室
Recommended Citation
GB/T 7714
高静. 热带西太平洋近惯性内波的生成及其垂向传递机制[D]. 中国科学院海洋研究所. 中国科学院大学,2021.
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