海洋內波的特徵是什麼?海洋內波的研究現狀是怎樣的?
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今天小編給大家帶來海洋內波的特徵及研究現狀,感興趣的讀者可以跟著小編一起看一看。
內波動力學研究波能的獲得和耗散,以及在不同頻率、不同波數的內波之間的傳遞機制。這一研究方興未艾。氣壓變化、風應力、表面波、大中尺度平均流、表面混合層湍流、潮流經過變化的底地形等,都可能產生內波。
雖然GM模型引入了線性假設,但實際的內波是非線性的。不同頻率、不同波數的內波之間通過非線性相互作用而進行能量交換,將具有低垂向波數的內波的能量傳給具有高垂向波數的內波。具有高垂向波數的內波容易破碎而發生混合,形成了細微結構。
它引起的嚴重的速度不均勻性,容易產生湍流。因此,內波的能量又轉移給更小尺度的湍流和細微結構。
另外,內波的波能在臨界層處會被較大尺度的平均流所吸收(臨界層吸收)。因此,內波是各種大中小尺度的海洋整體運動過程中的一個積極的環節。
海洋內波研究現狀
在1893~1896年北極探險過程中,F.南森發現船隻莫名其妙地減速。經研究得知,船隻航行在很淺的密度躍層上方時,其動力造成在躍層處產生內波,船隻的動能被如此消耗,因此顯著減速。這種現象稱為“死水”。
對密度躍層的波動的理論研究,可回溯到半個世紀以前。G.G.斯托克斯在1847年就研究過兩均勻流體層的介面處的介面波(內波的一種特殊情況),接著J.W.S.瑞利研究了連續層結的情況。至於實際的內波研究,由於觀測困難,在很長時期很少進展。
自40年代起,溫深儀的發明及各種快速密集取樣調查儀器與方法的相繼出現,對內波的調查迅速開展起來。由於使用了資料的隨機處理方法,尤其是譜分析的技術,使內波的研究進入一個新階段。
60年代後期至70年代前期,為大洋內波研究的迅猛發展時期,G.加勒特和W.蒙克(1972)提出了大洋內波譜模型(GM模型)。此模型與遠離邊界、表面和海底、且流速梯度不大的區域的實測資料非常符合。但它只是現象的統計描述,未能揭示出內波的物理機制。
儘管如此,它仍是內波資料分析的準繩,也是進一步開展理論研究的出發點,因而被譽為內波研究的里程碑。
現在研究的重點已從狀況較簡單的大洋主溫躍層上下的內波,向情況複雜的上層、底層及大陸坡等處的內波轉移,並從單純對現象的描述,轉入從海洋的整體運動過程的角度,來研究內波能量的產生、傳遞和耗散的機制,以及內波與其他海洋運動的相互關係。同時開展與生產和軍事緊密相關的應用研究。
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