南海北部陆架区内波的演变与耗散机制
刘志宇，白晓林，马家骏
（厦门大学 近海海洋环境科学国家重点实验室 海洋与地球学院物理海洋学系, 福建 厦门 361102）
论文简介：
内波是层化流体中普遍存在的一种波动，海洋内波的生成和耗散对海洋动力平衡有重要影响，其演变、破碎与耗散被广泛认为是海洋机械能降尺度传递与耗散的重要机制，因此内波在海洋动力过程以及调节气候系统中发挥了重要作用。
南海是全球海洋内波最活跃、波动振幅最大的海域之一，发源于吕宋海峡的内孤立波横跨整个南海海盆向西传播到陆架区，在这一传播过程中发生波形演变、破碎和能量耗散，对南海动力、热盐及生物地球化学过程以及海洋环境安全保障具有重要意义。因此，南海内波的研究是近年区域海洋学研究的热点课题之一，尤其是研究内波生成—传播—消亡过程的演变机理，内波与大尺度环流、中尺度涡旋等其他动力过程的相互作用机制，以及内波致海洋内部湍流混合的分布特征与驱动机理等。
本文是我刊特约综述文章，作者为该领域知名学者。文章评述了南海北部陆架区内波的演变与耗散机制，并着重介绍了作者在这一领域取得的创新性认识：内孤立波的浅化裂变及其潮能耗散效应。文章作者匠心独运，取材广泛，学术观点新颖，语言流畅，图文并茂，推荐读者阅读。
作者简介：
刘志宇，博士，教授，博士生导师，厦门大学海洋与地球学院副院长，近海海洋环境科学国家重点实验室副主任。2016年获国家基金优秀青年科学基金，2020年入选“国家特支计划”青年拔尖人才，2022年获第七届曾呈奎海洋科技奖“青年科技奖”，现主持国家基金重大研究计划重点支持项目，为基金委创新研究群体骨干成员、国际海洋研究委员会（SCOR）第160工作组正式成员，并担任多个国际权威期刊的编委。长期从事海洋动力学基础理论研究，在剪切不稳定理论及海洋湍流生成机理与参数化、海洋多尺度相互作用与能量串级机理等方面取得系列成果，在Journal of Physical Oceanography、Journal of Fluid Mechanics、Geophysical Research Letters等权威期刊发表SCI论文55篇，受到高度评价与广泛引用。代表性成果如下：建立了可刻画背景湍流效应的剪切不稳定理论，揭示了层化剪切流动的“边缘不稳定”动力属性，提出了基于动力稳定性特征量参数化湍流混合的新方法；揭示了潮能经由内孤立波浅化裂变为高频内波的串级通道，提出了由低模态内潮能量诊断量化边缘海潮混合的方法；发展了海浪环境下准确量化湍流参量的方法，揭示了低纬度大洋跃层混合机理并提出了相应的混合参数化方案。
论文摘要：
海洋是多尺度强迫-耗散系统，机械能主要在大尺度输入，在小尺度耗散。在大、中尺度运动的能量向小尺度湍流传递过程中，内波扮演着重要角色。内波的生成和破碎可打破海洋动力平衡，而在陆架区，内波（主要是内孤立波）的浅化演变与耗散则是驱动湍流混合的关键过程。通过长期的理论、观测与数值模拟研究，目前已认识到内波浅化过程中主要发生如下演变：波形调制、极性转变、裂变、破碎与耗散。相较于直接发生破碎，浅化演变过程中的裂变及其引发的剪切不稳定和对流不稳定是内孤立波在陆架区的主要耗散机制，显著调制陆架区的跃层混合。从能量串级的角度讲，内孤立波浅化裂变为动力不稳定的高频内波是潮能串级的重要通道。本文简要回顾南海北部陆架区内波的研究历史，并着重总结内波在陆架区演变与耗散机制的研究进展。
关键词：内孤立波；陆架区；裂变；耗散
引用格式：刘志宇, 白晓林, 马家骏. 南海北部陆架区内波的演变与耗散机制[J]. 海洋科学进展, 2022, 40(4):791-799. LIU Z Y, BAI X L, MA J J. Evolution and dissipation mechanisms of shoaling internal waves on the northern continental shelf of the South China Sea[J]. Advances in Marine Science, 2022, 40(4):791-799.
