《非線性內波能量傳遞的實驗研究》是依託中國海洋大學，由陳旭擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：非線性內波能量傳遞的實驗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳旭
- 依託單位：中國海洋大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
海洋內波在海洋中是普遍存在的，大內孤立波振幅常常超過100m，攜帶巨大的能量。受到研究技術所限，內孤立波傳播時的能量傳遞問題一直沒有得到很好的解決。本課題擬採用實驗室實驗的方法，套用國際先進的流場與密度場測量技術研究內孤立波生成、傳播和耗散過程中的時空（二維空間的演化）物理特性，精確測量能量的時空分布與傳遞，評估非線性內波在能量級串中的作用。內容包括：i、正壓潮流與大尺度地形相互作用生成非線性內孤立波；ii、非線性內孤立波的穩定傳播；iii、陸架地形區域非線性內孤立波的源與匯。核心內容是測量各過程中能量的分布與傳遞。本課題的研究對於估算全球非線性內孤立波總的能量通量，弄清楚小尺度能量傳遞過程及產生海洋混合的機制都有很大的益處，同時可以改進海洋模式參數化過程，為數值模擬結果提供驗證參考。
結題摘要
海洋內波，例如內重力波或者慣性內波常常發生在密度穩定層化海洋的內部。內波的生成和破碎往往產生強烈的混合，而這一混合在將海洋大尺度運動能量傳遞給小尺度的過程中扮演著重要的角色［Wunsch and Ferrari, 2004］。最近二十多年的研究表明，海洋中的內波主要是由潮流越過海底山脊和陸架陸坡區生成的[Munk and Wunsch, 1998]。 本研究採用實驗室實驗的方法，研究內波的生成、傳播、耗散以及能量傳遞問題。內容包括三部分：（1）潮流與大尺度山脊地形相互作用時非線性內波的生成及能量轉化；（2）粗糙底地形對穩定傳播的非線性內波的影響；（3）陸架陸坡非線性內波的源與匯。 我們進行了以下六個實驗：第一部分、潮流與大尺度山脊地形相互作用時非線性內波的生成及能量轉化：(i)、山脊地形運動產生內波的實驗研究(ii)、非線性內孤立波過山脊地形的演化及其能量耗散。第二部分、粗糙底地形對穩定傳播的非線性內波的影響：(iii)、內孤立波穩定傳播時誘導流場和密度場的實驗；(iv)、粗糙地形對非線性內波波形及能量傳遞的影響實驗；第三部分、陸架陸坡非線性內波的源與匯：(v)、光滑與粗糙地形生成內潮的實驗模擬；(vi)、兩種陸架地形（有奇點和無奇點）生成內波的實驗模擬。 我們完成了上述所有實驗，並且取得了很好的進展。例如，我們在實驗室中定量研究了兩種陸架地形生成內波的聯繫與差異。實驗結果表明，陸架坡折處陡峭程度對陸架區域生成內波空間結構有重要影響。當振盪正壓潮流越過陡峭陸架坡折地形並與斜坡不共振時，內波生成三條能量射線，而當陸架坡折為平緩時只生成兩條能量射線。此外，我們比較了這些射線的流量，寬度和動能通量並發現由振盪正壓潮及陸架坡折相互作用生成的內波位相落後於正壓潮流的位相。我們的這一發現得到了國際上的認可，文章發表在GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS（2012）上。此外，投稿論文兩篇（EI收錄），發表論文兩篇（SCI收錄）。
