地中海深层亚中尺度涡旋、内波与湍流之间的耦合：一项谱研究

能量丰富的（亚）中尺度涡旋与内波之间的相互作用可导致湍流生成，并可能对深海生物的营养物质补充和环流至关重要。然而，此类相互作用的观测证据稀少，且精确的能量传递尚不清楚。本文报告了一项广泛的谱研究，该研究使用了部署在西北地中海深海平坦海底上方约半立方百米海水中的近3000个高分辨率温度传感器的系泊数据。独立数据记录的数量在一定程度上改善了统计特性，从而能更好地确定谱斜率，但这些斜率并未显示出向湍流粘性耗散区的滚降。这些谱几乎不呈现指数 p = -5/3 的幂律 omega^p，该幂律代表能证明剪切诱导各向同性湍流的惯性子区。相反，它们由代表浮力子区的 p = -7/5 主导，这证明了浮力对流诱导的各向异性湍流。与指示能量向下梯度级串的 p=-5/3 不同，p=-7/5 的特征是级串方向不明确。在距海底高度 h<50 米处，p=-7/5 出现在仪器噪声附近。p=-7/5 也出现在方差提升了一个数量级的亚中尺度/内波频带中。据推断，此次惯性子区不能代表各向同性运动，因此在所有高度上 p ≠ -5/3，并提出了一种介于中尺度与湍流耗散之间的新的深海能量级串。只有在更高处、层结更强的水体中，惯性子区才得以形成。从内波到大尺度湍流的过渡遵循 p = -2，而从 0 到 π 相位变化的高频过渡则反映了倾斜对流或驻波破碎导致的翻转，进而形成各向同性湍流。