南海北部陆架区日温跃层特征及其湍流混合机理

日温跃层的形成及相应的海洋混合过程对海洋上层垂向能通量、物质输运起关键性作用。在南海北部陆架区，通过不同季节获取的历史观测数据分析与现场补充观测相结合，获取净热通量和湍流混合参数的分布剖面，研究日温跃层和混合强度的变化规律，确定南海北部陆架海域日温跃层、混合层深度的判定方法，阐述日温跃层、混合层内部水体层结、流速剪切、湍动能耗散率的变化，并建立日温跃层变化过程和混合强度之间的数值关系。利用引入湍流混合参数化方案的LES（large-eddy simulation）模型模拟日温跃层的演变过程，揭示日温跃层的形成机制，进一步完善日温跃层理论模型。

海洋上层动力过程是研究海气相互作用的关键，特别是日温跃层和混合层对热量、风场向海洋输送能量、物质交换的过程起着重要的控制作用。本课题通过在南海北部陆坡获取的定点连续观测数据，分析了极端天气下湍流混合的变化过程，发现强风引起的高模态近惯性内波是强混合过程的能量来源，并且强混合不仅出现在海洋上层，在海洋内区混合强度也明显增强。随着研究的深入，发现除了强风过程之外，表层中尺度涡对深层流场、沉积物搬运均具有重要的影响，而且中尺度涡是海洋深层近惯性内波、强湍流混合产生的重要能量来源。该课题不仅基本上完成了计划中的研究内容，且拓展了研究思路，切入到上层与深层海洋动力过程、物质输运等国际前沿领域中，加深了交叉学科之间的应用。