论文概要：海洋内波是海洋内部混合的最主要的驱动力之一，对于能量、动量、溶解气体及营养物质的垂直输送和再分配过程至关重要。内波谱则揭示了内波能量在不同尺度上的分布特点，是解释内波场特征和估算内波混合强度的关键步骤。全球范围的内波谱特征表现出显著的时空变异特性，且并不总是与经典GM谱模型的ω-2和k-2幂律相吻合。由于南海的内波活跃且种类不一，且与多种其他尺度过程相并存，其谱特征空间的变化和规律仍然未知。本研究基于南海的CTD和LADCP数据，引入了机器学习领域的聚类分析的方法，揭示南海内波的剪切波数谱与拉伸波数谱的不同形状与相关谱特征的三维分布的规律。其结果表明，南海深层内波拉伸谱呈现出明显的高波数谱峰特征，且通常伴随较高的剪切拉伸比。与高分辨率模式数据分析相结合，证明了南海深层存在强近惯性内波的事实。此外，本研究还提出了利用内波谱是斜率，来估算剪切拉伸比公式，为完善以剪切拉伸比为关键参数的GHP参数化方法提供了新的视角。此外，该研究还深化了人们对内波谱特征、南海内波场特征、内波混合参数化等方面的认识，为理解海洋多尺度动力过程作用及能量传递与分配奠定了一定的基础。
南海内波谱的聚类分析结果
核心PI
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中国海洋大学
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1、2020/06-2021/12，中国博士后科学基金资助项目，内潮和内背风波耦合过程对南海混合的调控机制研究（2020M672137），主持；
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中国海洋大学
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简介：
杨庆轩，中国海洋大学海洋与大气学院教授，博士生导师。2008年毕业于中国海洋大学获博士学位，随后留校任教。
研究及招生方向：
1、海洋湍流混合研究
2、海洋中小尺度动力过程
3、机器学习在海洋研究过程中的应用
主要科研项目：
1、山东省自然科学基金杰出青年基金，ZR2019JQ13，南海混合，2019/01-2021/12，100万元，主持；
2、国家自然科学基金面上项目，42076012，南海复杂地形处近惯性内波生成及对深层混合影响的机制研究，2021/01-2024/12，68.4万元，主持；
3、国家重点研发计划课题，2016YFC1401403，海洋上层混合过程参数化及实验验证，2016/09-2020/12，94万元，主持（校内）；
4、国家自然科学基金面上项目，41576009，吕宋海峡区域中尺度涡调制跨等密度面混合的机制研究，2016/01-2019/12，81.4万元，主持；
5、全球变化与海气相互作用专项，GASI-IPOVAI-01-03，南海与菲律宾海混合与深海环流，2016/01-2019/12，255万元，主持；
6、国家自然科学基金青年科学基金项目，40906004，南海盐指混合研究，2010/01-2012/12，22万元，主持；
文章信息：
上述研究成果发表于《Journal of Physical Oceanography》国际期刊上。中国海洋大学海洋与大气学院讲师孙惠博士为论文第一作者，杨庆轩教授为论文通讯作者。
论文信息：
Sun, H., Q. Yang*, J. Li, W. Zhao, and J. Tian. Spectral Features of Internal Waves in the South China Sea. Journal of Physical Oceanography, 2025.
https://doi.org/10.1175/JPO-D-24-0098.1
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