研究概要:
中尺度涡和内波是典型的海洋高能运动形式,对海洋能量混合和物质输运具有重要的驱动作用。作为一种全球分布的高能海洋运动,非线性内波能否穿透温跃层进入深海底边界层并输运沉积物一直存在争议,这主要是由于缺少直接的现场综合观测。该研究基于南海北部2011米水深处布放的三脚架-锚系沉积动力过程综合观测系统,证实起源于吕宋海峡潮汐生成的非线性内波在到达南海深海陆坡时开始浅化和破碎,从而引发沉积物再悬浮,而非仅局限于水深较浅的大陆架。
观测结果表明:两种不同类型的非线性内波对深海底边界层产生了差异性影响,A型非线性内波诱导的海流与背景流方向一致,增强了底边界层流速,尽管仅占观测时间的 1.63%,但贡献了总沉积物通量的 50.28%。相比之下,B型非线性内波诱导的海流与背景流方向相反,削弱了底边界层流速,并抑制了总沉积物通量的 29.22%。基于连续观测数据,首次建立了内波振幅与底边界层温度、流速、剪切速度、沉积物浓度之间的线性关系,这将有助于推进内波与深海底边界层相互作用的参数化,并为内波在深海沉积物输运中的定量贡献提供观测和理论依据。
中尺度涡-台风共同作用期间滑翔机在南海北部观测到的盐度剖面
南海北部三脚架-锚系沉积动力过程综合观测系统
不同强度的非线性内波产生了沉积物输运差异性,以及内波振幅与底边界层温度、流速、剪切速度、沉积物浓度之间的线性关系
核心PI
赵艳伟 |
同济大学
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1、国家自然科学基金面上项目,41876048,强台风触发深海浊流垂直结构的高分辨率锚系观测研究,2019/01–2022/12,64万元,在研,主持;
2、国家自然科学基金面上项目,41576005,中尺度涡对南海东北部深层湍流混合的影响,2016/01–2019/12,93.6万元,已结题,主持;
3、国家自然科学基金重点项目,41530964,南海中央海盆中新世以来深水沉积作用及其区域构造与环境演化意义,2016/01–2020/12,352万元,在研,参加;
4、国家自然科学基金重大研究计划“南海深部计划”集成项目,91528304,南海深海沉积过程与机制,2016/01–2019/12,326万元,已结题,参加;
文章信息:
上述研究成果发表于国际权威期刊《Geology》。上海同济大学海洋与地球科学学院研究生吕丹妮为文章第一作者,赵艳伟教授为文章通讯作者。该研究获得国家自然科学基金项目、同济大学学科交叉联合攻关项目等资助。
论文信息:
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