海洋内波的特征是什么?海洋内波的研究现状是怎样的?

  今天趣历史小编给大家带来海洋内波的特征及研究现状,感兴趣的读者可以跟着小编一起看一看。

  内波动力学研究波能的获得和耗散,以及在不同频率、不同波数的内波之间的传递机制。这一研究方兴未艾。气压变化、风应力、表面波、大中尺度平均流、表面混合层湍流、潮流经过变化的底地形等,都可能产生内波。

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  虽然GM模型引入了线性假设,但实际的内波是非线性的。不同频率、不同波数的内波之间通过非线性相互作用而进行能量交换,将具有低垂向波数的内波的能量传给具有高垂向波数的内波。具有高垂向波数的内波容易破碎而发生混合,形成了细微结构。

  它引起的严重的速度不均匀性,容易产生湍流。因此,内波的能量又转移给更小尺度的湍流和细微结构。

  另外,内波的波能在临界层处会被较大尺度的平均流所吸收(临界层吸收)。因此,内波是各种大中小尺度的海洋整体运动过程中的一个积极的环节。

  海洋内波研究现状

  在1893~1896年北极探险过程中,F.南森发现船只莫名其妙地减速。经研究得知,船只航行在很浅的密度跃层上方时,其动力造成在跃层处产生内波,船只的动能被如此消耗,因此显著减速。这种现象称为“死水”。

  对密度跃层的波动的理论研究,可回溯到半个世纪以前。G.G.斯托克斯在1847年就研究过两均匀流体层的界面处的界面波(内波的一种特殊情况),接着J.W.S.瑞利研究了连续层结的情况。至于实际的内波研究,由于观测困难,在很长时期很少进展。

  自40年代起,温深仪的发明及各种快速密集取样调查仪器与方法的相继出现,对内波的调查迅速开展起来。由于使用了资料的随机处理方法,尤其是谱分析的技术,使内波的研究进入一个新阶段。

  60年代后期至70年代前期,为大洋内波研究的迅猛发展时期,G.加勒特和W.蒙克(1972)提出了大洋内波谱模型(GM模型)。此模型与远离边界、表面和海底、且流速梯度不大的区域的实测资料非常符合。但它只是现象的统计描述,未能揭示出内波的物理机制。

  尽管如此,它仍是内波资料分析的准绳,也是进一步开展理论研究的出发点,因而被誉为内波研究的里程碑。

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  现在研究的重点已从状况较简单的大洋主温跃层上下的内波,向情况复杂的上层、底层及大陆坡等处的内波转移,并从单纯对现象的描述,转入从海洋的整体运动过程的角度,来研究内波能量的产生、传递和耗散的机制,以及内波与其他海洋运动的相互关系。同时开展与生产和军事紧密相关的应用研究。

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