近惯性波 enhances 海洋前沿处的垂直输运

由于其重叠的时空尺度，近惯性波(NIW)与表层海洋次尺度流动的相互作用难以解耦。NIW的频率受次尺度流动的相对涡度 $\zeta$ 的调制，该涡度在空间尺度为 1--10 km 时，在水平势力梯度 $\nabla_H b$ 增强的前沿处可取正负 $O(f)$ 的值。因此，有效NIW频率 $f_{\scriptstyle{eff}} = f + \zeta/2$ 也可能在这些尺度上因 $O(f)$ 而变化，导致波浪相位错位。这会在表层产生周期性收敛和发散，尤其是在前沿处。 resulting 的垂直运动——即惯性泵送——传统上被认为是可逆的。然而，前沿处水平速度的强垂直剪切 $v_z \sim |\nabla_H b|/f$ 表明，并非所有被泵送至下的水都能返回。我们考察了这种非对称性对带有垂直梯度的示踪剂（类似生物化学示踪剂，如氧气和溶解性有机碳）垂直输运的影响。通过对由NIW强迫的不稳定前沿的数值模拟，我们展示了惯性泵送可能导致净垂直示踪剂输运。对垂直示踪剂通量（由示踪剂与垂直速度异常相关性协方差给出）的谱分析表明，强NIW与次尺度流动的相互作用在前沿处的次惯性和惯性时间尺度上增强了垂直交换。