海洋环流与波动重点实验室知识库

内潮作为潮频率内波在层化海洋中广泛传播，发挥海洋多尺度能量串级的作用。内潮产生于正压潮流经过复杂海底地形，之后离开源区向外传播，逐渐耗散直至破碎。内潮破碎造成强烈的深海混合，以此驱动经向翻转环流。印尼海作为太平洋与印度洋的交汇区，具备极为复杂的海底地形，包含数个低纬度的半封闭海盆，是内潮生成的活跃区域。对印尼海内潮的观测研究具有重要科学意义与工程价值。

    本文采用了多源卫星高度计数据，提取了印尼海中全日内潮与半日内潮（M2, S2, K1, O1）第一模态内潮信号，刻画了印尼海中多源区内潮的相互干涉场。本文详细介绍了一种平面波分析方法，并应用于卫星观测数据来提取稳定内潮信号。基于内潮引起的海表面振幅与深度积分能通量的转换关系，本研究定量估计了印尼海中各源区辐射传播出的总能通量。

    为了便于研究印尼海中多个半封闭海盆的内潮辐射及传播情况，本文依据海盆分布将印尼海分为三个区域，包括苏禄-苏拉威西海区域、哈马黑拉海区域和班达海区域。通过平面波分析法分解了各区域多波干涉的复杂内潮场。对于苏禄-苏拉威西海区域，本文分解了不同传播方向复杂内潮波；发现了锡布图水道作为重要源区，所辐射内潮波会调制干涉内潮场；证实了该海域M2内潮与内孤立波空间位置相对应，且基于高度计估算的内潮相速度与理论相速度相一致；通过理想线源模型，干涉内潮场得以清晰复现。苏禄岛链与桑吉赫岛链辐射内潮能通量分别约为2.48GW和1.32GW。所估计的岛链辐射能通量与数值模式结果量级相近。

    对于哈马黑拉海区域，研究发现了该海域中全日与半日内潮在经过塔劳群岛处不同的绕岛传播特征；呈现了全日内潮向外传播过程受地转效应影响下的折射现象；估算了向西太平洋辐射的总内潮能通量约为1.57GW。对于班达海区域，揭示了其周围多源区内潮空间干涉形态，尤其受到班达海岛弧的地形调制，M2内潮呈现明显的汇聚增强现象；并证实了班达海东侧陆坡作为重要的全日内潮源区，辐射输入班达海的总内潮能通量约为6.02GW。

    综上，本文基于卫星高度计观测给出了印尼海中第一模态稳定内潮的干涉场，并结合理想线源模型和数值模式结果，刻画了印尼海内潮的辐射及传播干涉特征，比较了半日内潮与全日内潮生成及传播上的差异，估计了印尼海各源区的总内潮能通量约为18.5GW。本文的工作补充了在低纬度海域的全日与半日内潮传播过程的研究，尤其复杂地形作用下内潮波干涉、折射、衍射及汇聚过程的认识，也为含有印尼海内潮的数值模式提供参考依据，并为海洋环境安全保障给予支持。

Internal tides are widespread in the stratified ocean and act as a significant part in the energy cascade of multiscale oceanic processes. They are generated by the flux of barotropic tidal currents over complex bathymetries, and then leave the generation sources and propagate outward, gradually dissipating until they break up. The breaking of internal tides can cause energetic tidal mixing, which is essential to drive the large-scale meridional overturning circulation. The Indonesian Seas tropically connecting the Pacific and Indian Oceans features the most complicated topography among the world’s regional seas. It contains several semi-closed seas near the equator and is identified as an energetic internal tide generation field in the global ocean. The observation of the internal tides in the Indonesian Seas is of great scientific significance and engineering value.