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风暴生成的近惯性波在地形上的快速散射

大气与海洋物理 2025-07-31 v4

摘要

内波在海洋层结上传播,携带能量并在海洋中重新分配动量。当内波破碎时,它们促成海洋内部的双扩散混合,但此破碎行为取决于波的尺度。低模态内波具有更大的水平与垂直尺度,因此比较高等模态的波更不易破碎。内波被地形散射是将内波能量转移到更小尺度的重要机制,这些更小尺度更利于波破碎与混合过程。在本研究中,我们提出并探究一种机制,其中风暴生成的低模态内波在地形处散射。我们假设由强风(即由于风暴)生成的水平传播内波模态可快速去相位;这些去相位波随后可从地形散射,在风暴过境后数小时内产生向上传播的高模态波。我们在一个风暴越过显著海脊的理想化数值模型中研究此现象。底部散射的近惯性内波在风暴尾流中快速从海脊传播开去。我们进行了若干扰动实验,改变海洋、风与地形的属性。底部散射波表现出空间降尺度,并且其能通量相当于我们区域内表面生成的近惯性波能通量大小的 10%。尽管在全球平均意义上较小,我们认为风暴生成的近惯性波的地形散射或可解释海洋观测与数值研究中发现的未明近惯性波信号。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.02275,
  title  = {Rapid topographic scatter of near-inertial waves generated by storms},
  author = {Ashley J. Barnes and Callum J. Shakespeare and Andy McC. Hogg and Navid C. Constantinou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.02275},
  year   = {2025}
}

备注

submitted to the Journal of Physical Oceanography