南海北部内潮演变与耗散研究

In the South China Sea (SCS), very strong internal tides (internal waves with tidal frequency) are generated in Luzon Strait. These waves have important impacts on physical and ecological environments when they propagate westward to the continental slope and shelf in the SCS. Recent studies have suggested that interaction between internal tides and the continental slope may cause wave scattering and lead to large energy dissipation. In this project, multiple sets of mooring current, temperature and salinity data collected on the northern slope of the SCS, as well as internal wave theory and numerical models, are used to investigate evolution and dissipation of internal tides on the slope. By comparing the parametrized turbulence to direct turbulent dissipation observations, this study will explore and quantify the role of internal tidal dissipation in turbulent mixing. Meanwhile, influence of nonlinear interaction and breaking of internal tides on near-seafloor mean flows will also be investigated, whose dynamic mechanisms are revealed.

位于西北太平洋的吕宋海峡是世界海洋最强内潮（具有天文潮频率的内波）的产生区域之一，强内潮生成之后能够西向传播进入到南海，影响着南海北部大陆坡和大陆架的物理与生态环境。近期研究表明，西向传播的内潮在北部大陆坡倾斜地形的作用下，引起强的散射与耗散。本项目拟通过分析多套南海北部大陆坡定点连续观测的海流和温盐数据，结合内波反射理论与数值模型，揭示内潮在南海北部倾斜地形作用下的演变规律与耗散机制。通过参数化湍流预测，并与直接湍流观测进行比对分析，探索内潮在大陆坡耗散与湍流混合的联系，量化内潮耗散对局地湍流混合的贡献。同时,研究内潮非线性相互作用、波破碎对陆坡底部平均流的影响，揭示其背后的动力学机制。

本项目通过分析已有的南海北部大陆坡定点连续观测的海流和温盐数据，结合内波反射理论与数值模型，定性与定量研究了从吕宋海峡产生的西向传播内潮在南海东北部大陆坡的演变、耗散与混合，阐明了内潮在大陆坡的演变规律与耗散机制并揭示了内潮在大陆坡的耗散对南海陆坡环流与物质输运的影响，取得了一系列研究成果，完成了项目申请书所提出的研究目标。同时，项目也支持开展了西太平洋深海海山区近惯性内波与湍流混合机理的研究，并取得了一系列重要研究进展。截止2023年2月，项目团队共发表项目资助的SCI论文11篇，超额完成项目申请书所提出发表4-5篇SCI论文的目标，其中以团队成员为第一作者或通讯作者论文共8篇，国际权威期刊（JGR-ocean、JPO、GRL、PO、PF）论文有7篇。此外，项目进一步开展了南海北部大陆坡的内波观测，获得多套定点与走航的海流、水文、湍流微结构观测数据；通过分析这些现场观测数据，揭示了南海北部大陆坡区内潮和近惯性内波引起的深海湍流混合，并完善了内波混合参数化。项目执行期间，项目负责人与项目参与成员也积极参加国内外学术合作交流，并培养了参与项目的两名博士研究生。