南海内潮波特征分析及内孤立波的数值模拟

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海洋内波在海洋中起着重要的动力学作用。而南海半封闭性强,海底地形复杂,是内潮和内孤立波多发的海域。运用观测数据和数值模拟方法对南海内波进行分析研究,意义重大。  通过利用在南海西沙群岛陆架海区于2010年7月期间观测到的流速定点数据,分析了该海区的正压潮流和内潮流特征。通过计算正压潮流和内潮流椭圆要素、海流能量谱及动能等参数,结果表明,通过观测点海流流向主要偏东方向,正压潮流显著,而内潮流并不明显;正压潮流以K1分潮为主,O1分潮次之;海流全日潮频率能量较大,台风过境后海流近惯性震荡显著增大;深度20m处内潮流平均动能与实测海流平均动能比值较小。  通过应用一个水平二维数值模式模拟了南海北部内孤立波在考虑地转效应影响下的传播过程。对内孤立波的水平二维方程进行无量纲化分析,比较其中各个无量纲参数大小,结果表明,对于中尺度O(100km)的内孤立波传播演变过程应该考虑地转效应的影响。数值模拟出的结果与卫星图像较一致。在地转效应影响下,内孤立波振幅减小更快,传播330km后,波峰线宽度超过150km,地转效应对内孤立波振幅改变的贡献超过了8%。对于不同振幅入射波,随着入射波振幅增大,内孤立波振幅改变值也增大,但地转效应对内孤立波振幅改变的贡献减小。随着内孤立波向两翼扩展,与入射波所在剖面的南北距离的增加,地转效应对内孤立波振幅改变的贡献增大。在地形因素影响下,地转效应对内孤立波振幅的影响得到了加强。
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