南海海域近惯性振荡的特征与机制研究

近惯性振荡是许多海区普遍存在的海洋波动现象，但我国对近惯性振荡的研究尚处起步阶段。本项目针对近惯性振荡研究目前存在的问题，在分析南海海域现场实测资料的基础上，采用高精度的先进海洋调查仪器，补充进行多参数（温、盐、流等）的走航观测、大面观测与锚定观测；辅以多种卫星遥感手段，采用一些新的资料分析方法进行长时间序列、高分辨率的海表温度、海面高度、风等卫星遥感资料及合成孔径雷达图像的分析；对南海海域季风、热带气旋、中尺度涡激发的近惯性振荡现象进行更为深入的研究，从而揭示近惯性振荡在南海的时空分布变化特征，并结合理论分析探讨南海海域近惯性振荡的形成机制，阐明南海海域在中尺度-亚中尺度（空间尺度10~200km，时间尺度1~10倍惯性周期）频段的动力学特征。因此，本项研究具有重要的科学意义和明显的特色与创新性，预期在中尺度涡激发的近惯性振荡研究等方面可取得一些创新性的研究成果。

本项目通过搭载一些项目的调查航次与共享航次，并自行组织一些补充观测，获取了南海及其邻近海域的温、盐、流实测资料，辅以多种卫星遥感资料（如海面高度、风、海表温度等）、Argo浮标资料和南海沿岸部分台站的潮位长时间观测资料，采用多种数据处理与分析的方法，提取南海近惯性振荡的信息，并对南海海域热带气旋、中尺度涡、季风的特征及其所激发的近惯性振荡现象进行更为深入的研究，揭示了近惯性振荡在南海北部陆架、中部深海区的时空分布变化特征，还结合理论分析探讨南海海域近惯性振荡的一些形成机制。主要结果表明：（1）南海北部陆架区近惯性振荡的流速超过半日潮和全日潮的流速，而且所观测到的近惯性振荡能量在中层最强，表层较弱，底层则不明显。（2）多普勒频移效应和剪切流的调制作用两种机制都可以导致所观测到的近惯性振荡产生“红移”效应。（3）南海中部深海区近惯性振荡存在频率的“蓝移”，台风是激发近惯性振荡的主要动力因素, 中尺度涡的涡度作用及全日潮的参数亚谐不稳定性（parametric subharmonic instability，PSI）机制对近惯性振荡均有影响。（4）在南海中部深海区，台风的尾迹上可观测到海流的近惯性振荡现象，此近惯性振荡最初形成于海表层后向下传播到温跃层以下，同时在温度和盐度的观测数据上也存在着明显的近惯性振荡信号。（5）在南海北部陆架区的近惯性振荡波在垂直方向上既可以向上传播，也可以向下传播，并且可在上、中层的界面上发生反射和折射现象。本项目现已完成研究论文18篇，其中15篇论文已在国内外学术刊物发表（8篇被SCI收录）、1篇被接受待刊（SCI刊物）、2篇正在审理中；此外，本项目还主编一个南海区域海洋学研究专辑，在海洋学科较有影响的SCI刊物Journal of Oceanography上出版。本项目执行期间，主要成员与国内外合作者均开展了实质性的科研合作，多次参加国内外学术研讨会，还有多名博士生、硕士生参与本项目的部分研究工作，促进了国际合作与人才培养。因此，本项目的研究达到了预期的目标，在中尺度涡激发近惯性振荡特征与机制、近惯性振荡波的界面反射与折射特征等方面取得了一些有创新特色的研究结果。