失稳背景流下对称型海洋内波的生成演变

• 作者: 刘赛赛 卢姁 张铭 赵艳玲 黄泓
• 来源期刊: 海洋学报（中文版）
• 学科: 地球科学
• 关键词: 数值实验 海洋内波 失稳剪切背景流 对称不稳定
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 物理海洋、海洋气象、海洋物理
• 页码范围: 12-22
• 页数: 11页
• 分类号: P731.24
• 语种: 中文

摘要

本文采用无海底地形但考虑海洋跃层和剪切背景流的二维非静力准不可压缩方程组的数值模式,开展失稳垂向剪切背景流下线性和非线性对称型海洋内波生成演变的数值实验,并对结果进行分析、比较和讨论.研究结果表明,线性内波强度随积分时间始终呈指数增长,并有内波的对称不稳定;而非线性内波强度则在发展期呈准线性增长,最终进入稳定期.线性增长比非线性增长要快得多,非线性效应具有维稳作用.对该线性和非线性对称型内波,在跃层附近位密度扰动均有大值中心,即其为跃层所俘获,这与实际观测相一致;流函数与位密度扰动两者均有很好配合,位密度扰动的正、负中心分别相应于流函数的上升、下沉运动,表明有从海底向上的斜对流发生,且以跃层为顶盖.对线性内波来说,随积分时间增加,其波形大体不变,其正、负振幅也大体相同,并有符号相反原地增长的两个倾斜环流圈,而在它们之间则有较强倾斜上升流.非线性内波波形随积分时间改变,倾斜环流圈数目也在增加,最终形成负环流强于正环流的结果,并导致流函数、位密度扰动水平梯度剧增,其可视为间断.