【摘要】：中國具有廣闊的陸架海域，并且內(nèi)潮波與內(nèi)孤立波頻繁出現(xiàn)。研究內(nèi)潮波與內(nèi)孤立波的非線性演變過程以及破碎與混合過程具有重要的意義。 本文首先對黃海內(nèi)潮波的非線性演變過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，所使用的數(shù)學(xué)物理模型是適用于連續(xù)分層海洋的一般化的KdV模型（簡稱之為GKdV）。研究表明，內(nèi)潮波和內(nèi)孤立波在其傳播及非線性演變的過程中，背景流場的作用是不可忽視的，并且背景正壓漲潮流與落潮流的作用是不同的。影響GKdV模型中的非線性系數(shù)α的因素有很多，如水深，層化結(jié)構(gòu)，背景流場等。在南黃海的南部，背景正壓潮流與背景環(huán)流相對來說比較強(qiáng)，甚至出現(xiàn)了超過內(nèi)孤立波速度的情況，此時(shí)內(nèi)潮波的傳播處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)。在漲潮期間（相對于朝鮮半島的西海岸來說）背景正壓潮流與背景環(huán)流的方向一致，從而使得計(jì)算出GKdV模型中的非線性系數(shù)α的絕對值比較大，導(dǎo)致內(nèi)潮波在傳播過程中容易發(fā)生非線性裂變；在南黃海的北部，背景正壓潮流與環(huán)流相對來說比較弱，因此內(nèi)潮波不會(huì)發(fā)生明顯的非線性裂變，故在南黃海北部內(nèi)潮波在傳播過程中并沒有形成內(nèi)孤立波。因此才會(huì)出現(xiàn)南黃海的內(nèi)孤立波主要分布于南黃海的南部的現(xiàn)象。 在上述工作的基礎(chǔ)上，對南黃海的內(nèi)潮波和內(nèi)孤立波在傳播過程中引起的垂向湍流混合進(jìn)行參數(shù)化研究。在南黃海由內(nèi)波所致的垂向湍流混合主要集中在水體的上層（大約30m以上深度）。實(shí)際上，在內(nèi)波第一模態(tài)最大值以上的深度，內(nèi)潮波與內(nèi)孤立波的流速剪切值很大，并且所造成的垂向湍流混合也很強(qiáng)，而在該深度以下水層中內(nèi)潮波與內(nèi)孤立波的流速剪切值很小，并且所造成的垂向湍流混合也很弱。該發(fā)現(xiàn)成功地解釋了在存在強(qiáng)內(nèi)波和強(qiáng)混合的條件下，為何黃海冷水團(tuán)能夠長期保持的現(xiàn)象。另外，內(nèi)孤立波引起的垂向湍流混合強(qiáng)于內(nèi)潮波引起的垂向湍流混合。對于內(nèi)孤立波來說，垂向湍流黏性系數(shù)υ和垂向湍流擴(kuò)散系數(shù)κ的極值交替出現(xiàn)，這與內(nèi)孤立波的波峰相互對應(yīng)。 利用兩層流體模型對合成孔徑雷達(dá)（Synthetic Aperture Radar）SAR圖像中內(nèi)波的振幅進(jìn)行了反演。在SAR圖像中選取合適的斷面，并對其進(jìn)行反演，得了不同斷面對應(yīng)的內(nèi)波的振幅。反演結(jié)果表明，內(nèi)波的振幅大小與SAR圖像中的相對灰度值的強(qiáng)弱基本一致。從圖像上明顯可以看出上凸型和下凹型兩種內(nèi)孤立波，這兩種類型的內(nèi)孤立波振幅的反演值與觀測值比較相符，但仍存在著偏小的缺陷。進(jìn)而結(jié)合中科院海洋所在文昌海域的觀測結(jié)果，以及Vlasenko和Hutter（2002）提出的內(nèi)孤立波近岸破碎判據(jù)，對海南島東部海域的內(nèi)孤立波破碎問題進(jìn)行了研究，并分析了內(nèi)孤立波破碎對海南島東部上升流形成的所造成的影響。發(fā)現(xiàn)在海南島東部內(nèi)孤立波演變?yōu)橄騼蓚�(gè)方向傳播的兩組內(nèi)孤立波，它們在海南島東岸和瓊州海峽東口由于運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定發(fā)生破碎，該破碎產(chǎn)物為深層內(nèi)部沖擊水。這種內(nèi)部沖擊水將外海底層的冷水帶向近岸，對海南島東部上升流的形成必然有著重要的作用。
【圖文】：

差異非常小，因此約化重力遠(yuǎn)小于重力。這就導(dǎo)致海洋內(nèi)波不振幅較大，一般為幾米至幾十米，在溫躍層附近，內(nèi)波振幅可內(nèi)波波長尺度很寬，幾十米至數(shù)十千米；周期一般為幾分鐘至在傳播過程中由于非線性效應(yīng)與頻散效應(yīng)相互平衡，形成了一，即能夠在波形保持不變的情況下傳播數(shù)百公里，這種現(xiàn)象已料以及遙感資料所證實(shí)。們已經(jīng)確定了海洋內(nèi)波頻率時(shí)，，它所對應(yīng)的波數(shù)卻不是唯一值的序列構(gòu)成，這個(gè)離散序列被稱為模態(tài)（mode）結(jié)構(gòu)，如圖是海洋內(nèi)波與海洋表面波的一個(gè)重要區(qū)別。

料以及遙感資料所證實(shí)。們已經(jīng)確定了海洋內(nèi)波頻率時(shí)，它所對應(yīng)的波數(shù)卻不是唯一值的序列構(gòu)成，這個(gè)離散序列被稱為模態(tài)（mode）結(jié)構(gòu)，如圖是海洋內(nèi)波與海洋表面波的一個(gè)重要區(qū)別。均勻?qū)咏Y(jié)（N =常量）條件下，對應(yīng)于前 3 個(gè)模態(tài)的圖形（范植
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：P731.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2612577