摘要
内波对海洋内部能量的传播有着不可或缺的作用,是海洋能量级串中的一个非常重要的环节。安达曼海作为内孤立波的多发海域之一,也是近年来内孤立波的热点研究海域之一。科学家们利用卫星遥感图像在安达曼海做了大量的观测,发现安达曼海的各个海域均有内孤立波发生,且在空间以及时间上存在显著的差异。但目前对于安达曼海内孤立波动力参数的时空分布特征及南部海区内孤立波的生成机制与传播规律仍有待研究,因此本文主要针对这两个方面进行研究,这对于了解安达曼海内波的生成传播演变有十分重要的科学意义和参考价值。 论文首先利用温盐以及海流资料,运用考虑了水深、层结以及背景流的水平变化的变系数eKdV理论,计算了整个安达曼海内孤立波的动力参数,包括线性相速度、频散系数、非线性系数、高阶非线性系数以及振幅,分析这些动力参数的季节分布规律以及空间分布特征,并且探讨了背景流对动力参数分布的影响。之后,利用了MITgcm模式对安达曼海南部内孤立波进行了二维的数值模拟研究,讨论安达曼海南部内孤立波的生成源地、生成机制以及传播演变规律,揭示底地形和潮流类型对安达曼海南部内孤立波生成和传播的影响。由此得到如下的研究成果: 安达曼海内孤立波的线性相速度与频散系数主要与地形特征有关,受季节影响较小。最大相速度为2.6m/s,出现在冬季(11月)安达曼海中部。冬季的相速度稍大于另外两个季节的相速度,最多能比安达曼海南部雨季(7月)的相速度高11.4%。冬季的频散系数可比热季大22.3%。相较于线性系数,两个非线性系数都有着显著的季节差异。随着季节的变化,它们的符号在陆架坡区会发生改变。背景流对各动力参数均产生了一定的影响:考虑背景流与不考虑背景流的相速度差在-0.5-0.4m/s之间;频散系数受背景流影响整体有所减小,其中深水区受到的影响最大,最多可减小58%;背景流对非线性系数的影响较大,非线性系数在背景流影响下约减小了62%;高阶非线性系数在浅水区受背景流影响较大,其符号发生了转变。 数值模拟研究结果表明,安达曼海南部大振幅下凹型内孤立波主要是由半日潮流越过格雷特海峡附近的海脊(标记为海脊A)而生成的,生成机制为背风波机制。DreadnoughtBank本身不能生成内孤立波,但它可以通过与海脊A发生内潮相长干涉,使得从海脊A处生成的向东传播的内孤立波振幅增大一倍。 由靠近陆架的东部海脊生成的向东传播的内孤立波可以传播至陆架上并由于浅水效应的影响演变为上凸型内孤立波。敏感性试验表明半日潮和全日潮均可在安达曼海南部驱动生成内孤立波,但全日潮流生成的内孤立波远比半日潮流生成的内孤立波要弱很多。此外,与仅考虑半日潮流生成的内孤立波相比较,考虑混合潮流对内孤立波生成的影响可以忽略不计。