全球近惯性波谱被中间尺度涡旋塑造
大气与海洋物理
2025-07-17 v1
摘要
风力驱动的近惯性波(NIWs)在充满中间尺度涡旋的海洋中传播,这会从根本上改变它们的演化。NIW与中间尺度涡旋相互作用的性质取决于波的色散程度。对于弱色散波,射线追踪表明NIW频率应偏移 ,其中 为中间尺度涡旋,波在反涡旋中被折射。相比,强色散波则保留风力作用的大尺度结构,表现出小幅负频率偏移。以往的现场观测研究确实揭示了不同程度的NIW-中间尺度相互作用。本文利用漂流器观测NIWs,绘制了NIW-中间尺度相互作用的全球图景;同时利用理想化模拟和简单模型识别其下的物理过程。在全球范围内(除北太平洋外),NIW频率受中间尺度涡旋的强烈调制,其频率偏移与涡旋的斜率约为 。将NIW能量浓缩到反涡旋中是全球范围内的常见特征。其他观测结果然而显示出强色散波的迹象:在强涡旋区域,负频率偏移和较弱的反涡旋浓度,以及在北太平洋NIW频率对中间尺度涡旋调制较弱。两种NIW行为的迹象可由波色散性的地理分布以及风力作用激发多个垂直模(具有不同波色散性)所致。这些结果对NIW引起的上层海洋混合具有意义。
引用
@article{arxiv.2507.11651,
title = {Global Near-Inertial Wave Spectra Shaped by Mesoscale Eddies},
author = {Scott Conn and Jörn Callies},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.11651},
year = {2025}
}