二模态内孤立波的数值模拟实验

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二模态内孤立波是指在海洋内部,具有反向垂向位移且各有一个极值点的内孤立波。在夏季南海陆坡陆架上,大部分的二模态内孤立波跟随在一模态内孤立波之后,这一事实说明两者很可能存在着某种联系。据此,Liu假设陆架上二模态内孤立波的能源是深水一模态内孤立波,当深水一模态内孤立波传播到陆架坡折处,与背景环境相互作用发生模态分解过程,从而产生二模态内孤立波,并提出了二模态内孤立波生成的模态分解理论。基于这个理论,本文利用南海北部的一些观测资料进行了大量数值实验。在陆架坡折处,当海洋上层出现一个季节性温跃层时,垂向浮力频率分布可以近似成一个三层结构。数值实验发现:1.在三层的层化水体中,当上混合层厚度取临界值,上层厚度越大于中间层厚度,二模态内孤立波越有可能产生。2.浅水处的总水深,有临界值存在,在这个值附近最有利于二模态ISW的产生。在南海北部,满足上述两个条件时,深水一模态ISW才会最大可能地产生二模态ISW。二模态内孤立波在海洋中很少被观测到,一是由于它们所具有的能量较小,二是由于环境中的频散效应可能较大,再加上湍摩擦耗散,因此即使它们产生了,由于存活时间比较短也很难在海洋中被观测到。
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