南海东北部内孤立波的地震海洋学研究

The nonlinear Internal Solitary Waves (ISWs) in the northeastern South China Sea (SCS) are often generated by the interactions of tides and topography. The ISWs play an important role in the regional physical oceanography such as energy transport and vertical mixing of the ocean, and seafloor interfacial process such as sediment transport and resuspension, and the formation of submarine microtopography . The northeastern SCS have been the frontier and key area in the study of ISWs during the recent years. This project is going to systematically study the ISWs in the northeastern SCS by seismic oceanography, using seismic reflection data, multibeam data and thermohaline data. The project is to give a preliminary conclusion of the fine structure of ISWs through the analysis of high resolution seismic reflection profiles. Study the evolution of ISWs during the shoaling process by analyzing the ISWs with different water depth and different submarine geomorphology. Study the resuspension of sediment by comparing seismic reflection data with true amplitude and data of physical oceanography, and discuss the roles of the internal waves in the marine sediment transport and the formation of submarine microtopography with the multibeam terrain data.

南海东北部的内孤立波一般是由内潮在特殊地形条件下所激发。内孤立波对该区域的物理海洋状况，如海洋能量传输、垂直混合等，以及海底界面过程，如沉积物的搬运和再悬浮，海底微地貌的形成等均有着非常重要的作用。近些年来南海东北部一直是内孤立波研究的前沿和重点区域。本项目拟通过多学科的结合，以反射地震数据为主，配合多波束资料及温盐等数据，对南海东北部内孤立波进行系统的地震海洋学研究。项目计划利用高分辨率的反射地震剖面，总结内孤立波的细结构特征；通过分析不同水深及不同海底地貌情况下内孤立波的形态，研究内孤立波在浅化过程中的演变特征；通过对地震资料进行真振幅分析以及与物理海洋数据的对比，研究沉积物的再悬浮状况，结合多波束地形资料，探讨内波对沉积搬运过程的作用及塑造海底微地貌的影响。

南海东北部的内孤立波一般是由内潮在特殊地形条件下所激发。内孤立波对该区域的物理海洋状况，如海洋能量传输、垂直混合等，以及海底界面过程，如沉积物的搬运和再悬浮，海底微地貌的形成等均有着非常重要的作用。本项目通过多学科的结合，以反射地震数据为主，配合多波束资料及温盐等数据，对南海东北部内孤立波以及在其影响下的海底沉积作用进行了系统的地震海洋学研究，获得如下认识：.1. 通过拾取内孤立波的波形，我们研究了内孤立波的水平波数谱和垂向结构。水平波数谱显示内孤立波在低波数段具有非常强的能量，通常比GM谱的能量大两个数量级以上。我们将观测得到的振幅的垂向变化曲线与内波本征方程得到的理论解进行了对比，结果表明当内孤立波到达海底而振幅仍未衰减至0的情况下，理论解无法解释观测曲线，其他情况则可以。.2. 通过统计分析内孤立波振幅随海底深度的变化情况研究了内孤立波的分布以及极性反转现象。我们将内孤立波的类型划分为下沉型，过渡型和上抬型三种，并采用两种方式对内孤立波的分布进行了拟合，一种是针对所有波的拟合，另一种是分别针对三种类型波的拟合。过渡型波的分布显示出内孤立波极性反转从220m左右深度开始，至130m左右深度结束。另外极性反转与内孤立波振幅相关，振幅越大的波越早开始发生形态变化。.3. 通过模拟方法研究了内孤立波对固体部分成像的影响，研究表明内孤立波的经过可使其下方固体界面产生向上的凸起假象，表明海水细结构对固体勘探的成像存在影响，因此传统将水体当作噪音简单切除掉的处理方式可能存在问题。.4. 与多波束资料结合研究了南海东北部东沙海域的一些沉积现象和微地貌，包括海底雾状层、沙丘和冲蚀条带，通过与前人数值研究对比及讨论认为内孤立波对该区域海底雾状层和微地貌的形成或起到重要作用。