【摘要】：內(nèi)孤立波是南海北部重要的動力過程，其周期短、振幅大、流速強(qiáng)，對海洋內(nèi)部垂向混合、物質(zhì)輸運(yùn)和聲傳播有重要影響。它由天文潮流經(jīng)呂宋海峽突變地形時(shí)產(chǎn)生，向南海內(nèi)部傳播，經(jīng)過深水區(qū)，最終在陸架區(qū)破碎消失，傳播距離超過600千米。呂宋海峽處的混合天文潮流、獨(dú)特地形和復(fù)雜海洋背景場使內(nèi)孤立波研究存在很多亟待解決的科學(xué)問題，其生成、傳播機(jī)制及變化特征尚不確定。本文基于連續(xù)兩年的潛標(biāo)觀測數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)值模擬和衛(wèi)星觀測結(jié)果，對南海內(nèi)孤立波的空間演變過程和時(shí)間變化規(guī)律開展了較為系統(tǒng)的研究，并對其生成過程和機(jī)制進(jìn)行了探討。 基于沿內(nèi)孤立波傳播路徑的同步觀測，研究了其傳播演變過程。結(jié)果表明，在由呂宋海峽向南海的傳播過程中，A波開始顯現(xiàn)的位置一般為呂宋海峽西側(cè)；而B波的顯現(xiàn)位置可以分為陸坡區(qū)附近和呂宋海峽西側(cè)兩種情形。在傳播過程中，通常情況下內(nèi)孤立波的流速逐漸變強(qiáng)、振幅逐漸增大、波型逐漸變陡；但本文發(fā)現(xiàn)，當(dāng)強(qiáng)西向背景流存在時(shí)，內(nèi)孤立波的強(qiáng)度出現(xiàn)了減弱。內(nèi)孤立波的傳播速度受很多因素的影響，分析發(fā)現(xiàn)它們的重要性依次為：水深變化〉強(qiáng)背景流〉層結(jié)變化2內(nèi)孤立波振幅。南海內(nèi)孤立波經(jīng)常表現(xiàn)為波列的形式，即數(shù)個(gè)孤立子按照振幅由大到小依次出現(xiàn)，在傳播過程中它們的出現(xiàn)時(shí)間間隔逐漸增大。 根據(jù)觀測期間內(nèi)孤立波的到達(dá)時(shí)間和強(qiáng)度，利用生成源地附近的潛標(biāo)觀測結(jié)果，分析了其發(fā)生規(guī)律和時(shí)間變化特征。南海內(nèi)孤立波在農(nóng)歷初一至初八、十五至二十二較為活躍；夏季的出現(xiàn)頻率最高為1.19次/天、冬季最低為0.64次/天；由于地轉(zhuǎn)作用的存在，內(nèi)孤立波的發(fā)生主要對應(yīng)于源地半日天文潮較強(qiáng)的時(shí)期。但本文也發(fā)現(xiàn)，全日潮顯著地調(diào)制了內(nèi)孤立波的生成：當(dāng)源地半日潮和全日潮均較強(qiáng)時(shí)，A波較強(qiáng)、B波相對較弱；當(dāng)源地半日潮較強(qiáng)、全日潮較弱時(shí)，A波和B波均較強(qiáng)。連續(xù)兩年的現(xiàn)場觀測表明，內(nèi)孤立波的發(fā)生次數(shù)和強(qiáng)度在冬季均較弱，同時(shí)存在著明顯的年變化。 基于潛標(biāo)觀測結(jié)果，結(jié)合數(shù)值模式，探討了內(nèi)孤立波的生成過程和機(jī)制。結(jié)果表明，當(dāng)源地半日潮和全日潮均較強(qiáng)時(shí)，A波產(chǎn)生于東向潮流最大時(shí)刻，是由海山西側(cè)處的上升波動背部分裂演變得到，，為內(nèi)潮釋放機(jī)制；B波產(chǎn)生于西向潮流最大時(shí)刻，由內(nèi)潮在傳播過程中變陡形成的，為內(nèi)潮生成機(jī)制。當(dāng)源地半日潮較強(qiáng)而全日潮較弱時(shí)，A波和B波均產(chǎn)生于東向潮流最大時(shí)刻，均由海山西側(cè)處的上升波動背部分裂演變得到。單變量數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著源地附近的溫躍層強(qiáng)度增加，內(nèi)孤立波的振幅變大、波型變窄、分裂更為充分；而當(dāng)混合層深度加深時(shí)，內(nèi)孤立波的強(qiáng)度略有增加。對觀測到的一個(gè)深水區(qū)第二模態(tài)內(nèi)孤立波進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)其經(jīng)過時(shí)，上層水體向上運(yùn)動、下層水體向下運(yùn)動，數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)一步表明，其是由大振幅第一模態(tài)內(nèi)孤立波經(jīng)過呂宋海峽西側(cè)海山時(shí)形成的。
【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】：2013
【分類號】：P731.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2638228