南海台风致近惯性内波的传播特征和演化规律

The South China Sea (SCS) is affected by lots of typhoons, the near-inertial internal wave (NIIW) is very active, however, the in-situ observational data of typhoons are very rare, so the characteristics of the typhoon-induced NIIW deserves to be further studied in the SCS. In this project, the long-term profile data of the current are collected, jointly with the in-situ wind stress, and a numerical model is established to study the characteristics of the NIIW induced by the typhoon, reveal the propagations and evolutions of the typhoon-induced NIIW, investigate the effects of the wind stress, translation speed of typhoons and the sea water straitification to the typhoon-induced NIIW in the SCS. This would be important to the physical oceanography and regional oceanology for the studies of the typhoon-induced NIIW, the propagations, evolutions and dynamic mechanism of the NIIW during typhoons in the SCS.

南海受到频繁的台风活动的影响，近惯性内波现象活跃，但是台风下实测观测资料匮乏，因此南海台风致近惯性内波的特征规律仍然没有得到深入细致的分析研究。本项目将在南海获取的长期海洋断面流场和风场资料的基础上，结合数值模拟技术，分析南海台风致近惯性内波的特征，揭示台风致近惯性内波的传播和演化规律，阐明台风强度、移动速度和海水层结对于近惯性内波的传播和演化过程的影响。这对于完善南海台风致近惯性内波的研究工作、揭示台风致近惯性内波的传播特征和动力机制有着重要的物理海洋学和区域海洋学意义。

本项目首先利用断面流场实测资料和三维数值模式研究了台风诱发的近惯性内波水平传播的特征及其影响因素，发现台风的最大风速对近惯性内波的影响最大，台风的移动是近惯性内波能够在水平方向上传播的主要原因。之后，我们利用遥感数据、模式再分析数据和平板模式研究了整个南海混合层内的风生近惯性动能的时空分布和变化特征，发现南海季风对于近惯性动能的季节性变化有影响，而热带气旋对于近惯性动能的季节性和年际变化均具有重要影响。我们进一步研究了台风诱发的近惯性内波的特征及其与全日内潮的非线性相互作用机制和影响因素，发现fD1波主要由垂向非线性项的第一项引起，而近惯性流场的垂向剪切和背景场中的反气旋涡对fD1波的影响很大。此外，我们利用实测断面流场资料研究了南海东北部内潮的季节性变化特征及其机制，研究表明内潮冬季增强的现象可能有两种机制：（1）吕宋海峡黑潮的冬季入侵；（2）全日内潮的增强是由于全日正压潮的增强引起的，而半日内潮的增强则是由于全日潮O1和K1分潮之间的非线性相互作用引起。