安达曼海南部内孤立波生成与传播的数值模拟

原创中国科学地球科学中国科学杂志社

中国科学院南海海洋研究所蔡树群研究员利用二维的MITgcm模式来研究该海域内孤立波的动力机制并探索底地形及潮流驱动力对内孤立波生成及传播的影响。

内孤立波是在稳定层结海水内部的一种大振幅非线性波动，常由强潮流越过陡峭的陆架坡或海脊激发生成。内孤立波在传播过程中会引起海表面的辐聚辐散，对海洋环境有着重要的影响。

安达曼海是位于印度洋东部的边缘海。东靠缅甸、泰国和马来半岛，西部由安达曼-尼克巴群岛将其与孟加拉湾隔开。安达曼海南部的内孤立波非常活跃。《中国科学：地球科学》2021年第11期发表了中国科学院南海海洋研究所蔡树群研究员团队的研究成果。该团队通过MITgcm模式对安达曼海南部格雷特海峡附近的内孤立波进行了二维的数值模拟研究。穿过该海峡从西至东有三个主要的水下海脊，分别为海峡附近的海脊A、无畏舰岸坡B以及东部浅水处的海脊C。

研究人员通过数值模拟试验发现安达曼海南部的大振幅下凹型内孤立波由半日潮流越过海脊A生成，其产生机制为背风波机制。海脊B本身不能激发生成内孤立波，但它通过与海脊A发生共振，使得从海脊A生成向东传播的内孤立波振幅增大一倍。研究人员还进行了若干敏感性试验，结果表明在安达曼海南部，半日潮流和全日潮流均可驱动生成内孤立波，但全日潮流驱动生成的内孤立波比半日潮流驱动生成的要弱很多，混合潮的相互作用与半日潮的作用相比，前者对内孤立波生成的影响可以忽略不计。

内孤立波生成过程图

标准试验下2.5个潮周期内十个等时间间隔的等温线图，空心箭头表示潮流流速的方向。红蓝箭头分别代表向西或向东的内孤立波，(a)~(c)中的插图为海脊A附近等温线的局部放大图。

由于无畏舰岸坡的三维地形会影响内孤立波的生成与演变，格雷特海峡的海脊与无畏舰岸坡的共振或者相长干涉也会受到三维模式中斜波辐射的影响。在未来的研究中，研究者将会进一步探究三维效应对安达曼海内孤立波生成和传播的影响。

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中文版: 蔡树群, 吴于琪, 许洁馨, 陈植武, 谢皆烁, 何映晖. 2021. 安达曼海南部内孤立波的生成与传播的数值模拟. 中国科学: 地球科学,51(11): 2001–2014

英文版: Cai S, Wu Y, Xu J, Chen Z, Xie J, He Y. 2020. On the generation and propagation of internal solitary waves in the southern Andaman Sea: A numerical study. Sci China Earth Sci, 64(10): 1674–1686, https://doi.org/10.1007/s11430-020-9802-8

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