

南海南部波-波相互作用研究取得進(jìn)展
文章來(lái)源:海洋環(huán)流觀測(cè)與數(shù)值模擬研究室 | 發(fā)布時(shí)間:2022-05-13 | 【打印】 【關(guān)閉】
波-波非線性相互作用是全球海洋中的一種普遍現(xiàn)象,它可以在不同時(shí)空尺度的波動(dòng)之間傳遞能量。因此,它在能量級(jí)聯(lián)和調(diào)節(jié)全球海洋環(huán)流中起著重要作用。在南海北部由于呂宋海峽的存在,形成了世界上最強(qiáng)的內(nèi)波,該海域的波-波非線性相互作用已經(jīng)被廣泛研究。然而,在遠(yuǎn)離呂宋海峽的南海南部,相關(guān)的研究則很少。基于錨系潛標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)資料,海洋環(huán)流研究室聯(lián)合華南理工大學(xué)南海環(huán)流研究團(tuán)隊(duì)在南海南部發(fā)現(xiàn)了強(qiáng)波-波非線性相互作用過(guò)程,其中全日內(nèi)潮(D1 ITs)、近慣性內(nèi)波(NIW)和D1-f內(nèi)波之間存在活躍的非線性相互作用。
研究結(jié)果表明,盡管近慣性內(nèi)波的藍(lán)移可以為D1-f內(nèi)波提供部分能量,但D1-f內(nèi)波的大部分能量是由波-波非線性相互作用產(chǎn)生的。另外,研究還發(fā)現(xiàn)反氣旋渦旋可以通過(guò)輸入負(fù)渦度來(lái)減弱波-波非線性相互作用。在2020年夏季風(fēng)的驅(qū)動(dòng)下,中南半島外海形成了一個(gè)強(qiáng)的中尺度渦旋偶極子,當(dāng)該偶極子入侵南海南部時(shí),偶極子南測(cè)的反氣旋渦旋通過(guò)輸入負(fù)渦度降低了局部有效科里奧利頻率,從而抑制了該海域的波-波非線性相互作用(圖1)。相關(guān)研究成果近期在國(guó)際知名地學(xué)期刊《Geophysical Research Letters》在線發(fā)表。

圖1. 觀測(cè)期間南海南部海表高度異常和地轉(zhuǎn)流場(chǎng)分布(a-f),235米深度徑向流速小波能量譜(g),235-350米深度垂向平均渦度(藍(lán)線)和D1-f內(nèi)波HKE(紅線)時(shí)間變化(h)。
另外,利用南沙海域2018/2019年的錨系潛標(biāo)數(shù)據(jù),研究團(tuán)隊(duì)還研究了該海域內(nèi)潮和近慣性波的垂直分布和時(shí)間變化。研究結(jié)果表明,內(nèi)潮主要以O1、K1和M2分潮為主,其中全日內(nèi)潮最強(qiáng),其次為半日內(nèi)潮。與前人的研究發(fā)現(xiàn)不同,南沙海域的全日內(nèi)潮主要由mode-3模態(tài)主導(dǎo),而不是以前認(rèn)為mode-1模態(tài)(圖2)。半日內(nèi)潮的水平動(dòng)能則以mode-1模態(tài)為主,受背景環(huán)流場(chǎng)影響。在冬季風(fēng)期間,由于強(qiáng)風(fēng)強(qiáng)迫,近慣性能量振幅較大。此外,由于近慣性內(nèi)波的遙強(qiáng)迫,近慣性能量在當(dāng)年的3月中旬至4月初達(dá)到峰值。總體而言,該海域的近慣性能量主要集中在500-600米深度以上。 相關(guān)研究成果已發(fā)表于國(guó)際知名海洋學(xué)期刊《Frontiers in Marine Science》。
圖2. 觀測(cè)點(diǎn)全日內(nèi)潮速度經(jīng)向分量(a)、緯向分量(b)及全日內(nèi)潮能量(c)。(d)為前三個(gè)垂向模態(tài)能量時(shí)間序列,(e)為TPXO正壓潮能量及其時(shí)間序列。(f)為前三個(gè)垂向模態(tài)能量占比。
論文信息:
Hongzhou Xu, Zhipeng Zhang*, Philip Adam Vetter, Qiang Xie, Tong Long, Bo Hong* (2022). Impact of anticyclonic eddy on nonlinear wave-wave interaction in the southern South China Sea during late summer 2020, Geophysical Research Letters, 49, e2021GL096892. https://doi.org/10.1029/2021GL096892.
Zhipeng Zhang, Hongzhou Xu*, Phillip A. Vetter, Qiang Xie, Xiaohui Xie, Wei Song, Chuan Tian (2021). High-frequency motions in the southeastern South China Sea during winter-spring 2018/2019, Frontiers in Marine Science, 8, 681993, https://doi.org/10.3389/fmars.2021.681993.

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