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亮点成果:蔡树群研究员团队揭示海洋内波产生机制和转变规律

浏览数:49   日期:2017年07月06日

   近日获悉,南海海洋所蔡树群研究员团队围绕不同海域内孤立波的产生机制问题,揭示了内孤立波不同产生机制之间的转变规律与联系,并阐明了陆架坡折处潮-地相互作用时内波波束传播方向的自然选择过程。相关研究成果发表在Journal of Geophysical Research: OceansPhysics of Fluids等物理海洋和流体力学国际知名期刊上。

   我国南海北部和加拿大的奈特湾是世界海洋中两个内孤立波频发的典型海域。尽管目前国际上关于南海北部内孤立波的产生机制已经有了比较一致的看法,奈特湾内孤立波的产生机制一直以来却存在着争议。并且,考虑到这两个海区的密度层化结构、底地形、正压潮流等条件有很大不同,它们的内孤立波产生机制之间是否存在某种关联?不同产生机制之间如何联系与转变?陈植武等从能量学角度对不同机制产生内孤立波的贡献进行了量化,并提出“上游响应”机制占绝对优势地位的观点。内孤立波不同产生机制之间的相互转变规律与联系如图1所示。该成果发表在Journal of Geophysical Research: Oceans上(http://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/hub/article/10.1002/2016JC012206/editor-highlight/),并被主编选为当期的亮点文章。

1. 内孤立波不同产生机制之间的联系与转变(蓝色方框代表南海北部的情况,红色方框代表奈特湾的情况)

针对陆架坡折处潮-地相互作用产生内潮波束的源点和传播方向等问题,陈植武等利用直接数值模拟,阐明了在地形几何约束条件下内潮波束的自然选择过程:内波频散关系决定了内波束只能往四个方向传播(形成所谓的“X图案”),而这四个方向中的任何一个,只要满足地形几何约束,便一定能够存在。该自然选择过程不仅适用于内波束的产生过程,同样也适用于内波束的反射过程。不同陆架坡条件下内波束的源点和传播方向如图2所示。该成果发表在AIPAmerican Institute of Physics,美国物理联合会)旗下的刊物Physics of FluidsAIP新闻办公室专门派了一位记者采访我们,为该工作写了一个新闻报导(https://publishing.aip.org/publishing/journal-highlights/wave-beams-mix-and-stir-ocean-create-climate?TRACK=aipp-home)。该新闻现已被国外多家新闻媒体转载报道。

上述成果得到了国家自然科学重点基金项目、中科院先导专项和、国家基金委创新群体项目等的联合资助。

2. 超临界(a),临界(b),和次临界(c)陆架坡上内潮波束的起源位置(黑色和粉红色圆点)与传播方向