南海北部内潮和非线性内波对台风的响应机制研究

The internal waves in the margin ocean play an important role in the global ocean mixing. The internal tides and nonlinear internal waves are energetic in the northern South China Sea. They propagate westward after originating from the Luzon strait and dissipate on the continental shelf finally. At the same time, typhoons frequently visit the South China Sea and induce drastic changes of stratification and current in the upper ocean. And both the generation and propagation of internal tides and nonlinear internal waves are sensitive to the stratification and current. Therefore, it is of great academic significance to study the response of internal tides and nonlinear internal waves to the typhoon. In our project, we focus the response of internal tides and nonlinear internal waves to the typhoon through observations, theoretical study and numerical simulation. Furthermore, we investigate the effect of typhoon on the generation and propagation in internal waves and finally give the way of contributions of internal waves to mixing under the force of typhoon.

边缘海内波的研究对于全球混合具有重要意义。南海北部内潮和非线性内波旺盛，由吕宋海峡生成向西传播最终在陆架上发生耗散；同时南海北部频繁入侵的台风也会激发上层海洋层结和海流的剧烈变化。内潮和非线性内波无论是生成和传播都对层结和背景海流有显著的依赖性。因此，开展南海北部内潮和非线性内波对台风强迫的响应机制和机理的研究，对认识边缘海内波能量传递过程及其对混合的贡献有重要的科学意义。本项目拟通过对影响到南海北部的台风数据、现场调查资料（包括锚系观测和Argo剖面数据）以及遥感数据资料的研究分析，结合数值模拟和理论研究等手段，来研究在南海北部台风影响下内潮和非线性内波的生成和演变规律及其变异的机理，最后给出台风强迫下内波对混合能量的传输方式。

边缘海内波的研究对于全球混合具有重要意义。南海北部内潮和非线性内波旺盛，由吕宋海峡生成向西传播最终在陆架上发生耗散；同时南海北部频繁入侵的台风也会激发上层海洋层结和海流的剧烈变化。内潮和非线性内波无论是生成和传播都对层结和背景海流有显著的依赖性。因此，开展南海北部内潮和非线性内波对台风强迫的响应机制和机理的研究，对认识边缘海内波能量传递过程及其对混合的贡献有重要的科学意义。本项目通过对影响到南海北部的台风数据、现场调查资料（包括潜标观测和Argo剖面数据）以及遥感数据资料的研究分析，结合数值模拟和理论研究等手段，来研究在南海北部非线性内波的生成和演变规律及其变异的机理，最后给出台风强迫下内波对混合能量的传输方式。研究结果表明在吕宋海峡生成的内波传播至观测区域，由于大陆架陆坡方向和入射内波波峰线存在较大的夹角，在地形强迫下，同一内波波峰线在不同深度呈现不同的波结构，进一步分析发现陆坡浅水区域部分的内潮非线性占主导，内潮快速演变为孤立内波；深水区域部分内潮地转为主导，内潮主要表现为椭圆波。另外，通过分析ROMS模式结果、潜标数据和浮标数据来研究海洋对台风响应随水深的变化特征，特别是近惯性能量的分布，在深水区域和浅水区域动力学响应存在明显的差异。浅水区域的温跃层能更快产生近惯性运动，近惯性运动能驻留更久，且浅水区域温跃层的近惯性运动要远远强于深水区域温跃层。