The numerical studies of the formation processes of the universal internal wave spectrum in the deep ocean

深海通用内波谱形成过程的数值研究

• 批准号: 19740286
• 负责人: NIWA Yoshihiro
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19740286/
• 关键词: 乱流混合; 内部波; 非線形相互作用; 内部潮汐波; 近慣性内部波; 海洋内部波平衡スペクトル; 乱流パラメタリゼーション; 海洋深層大循環

As a basic study for an accurate parameterization of turbulent diffusivity in the deep ocean, the formation processes of the universal ocean internal wave spectrum are investigated using a fine-grid numerical model forced with both the tidal- and windforcings. It is found that, only when both the tidal- and wind- forcings are applied, the universal Garrett-Munk (GM) spectrum as observed in the real ocean can be successfully reproduced independent of the ratio of each forcing. Especially, it is shown that the cascade of internal wave energy is enhanced around the latitude of 30° through nonlinear resonant triad interaction mechanism called parametric subharmonic instability. It is also indicated that low-vertical mode internal tides can propagate a long distance more than 10000km across the open ocean, suggesting that they play important roles in maintaining the universal energy level of the GM spectrum.

作为深海湍流扩散率精确参数化的基础研究，通用海洋内波谱的形成过程采用潮汐力和风力强迫的细网格数值模型进行研究。研究发现，只有当同时施加潮汐力和风力时，才能成功地再现在真实海洋中观察到的通用加勒特蒙克（GM）频谱，而与每种强迫的比率无关。特别是，研究表明，通过称为参数次谐波不稳定性的非线性共振三元组相互作用机制，内波能量的级联在纬度 30° 附近得到增强。研究还表明，低垂直模内潮汐可以在公海传播超过10000公里的长距离，这表明它们在维持GM谱的普遍能量水平方面发挥着重要作用。

项目成果

Numerically reproduced internal wave spectra in the deep ocean

• DOI: 10.1029/2008gl036825
• 发表时间: 2009-04
• 期刊: Geophysical Research Letters
• 影响因子: 5.2
• 作者: Y. Sugiyama;Y. Niwa;T. Hibiya

内部潮汐波のグローバル分布に関する数値シミュレーション

内潮波全球分布的数值模拟

• 发表时间: 2009
• 期刊: 平成20年度東京大学気候システム研究センター共同研究報告書
• 作者: 日比谷紀之;丹羽淑博;長澤真樹;古市尚基;岩前伸幸;横田華奈子;田中祐希;毛利研;永井平;田中響子
• 通讯作者: 田中響子

Latitudinal dependence of diapycnal diffusivity in the thermocline observed using a microstructure profiler

• DOI: 10.1029/2007gl032323
• 发表时间: 2007-12
• 期刊: Geophysical Research Letters
• 影响因子: 5.2
• 作者: T. Hibiya;M. Nagasawa;Y. Niwa

Global mapping of wind-induced internal wave energy in the deep ocean

深海风致内波能的全球测绘

• 发表时间: 2008
• 作者: N. Furuichi;Y. Niwa;and T. Hibiya
• 通讯作者: and T. Hibiya

Numerically predicted distribution of internal tide energy in the global ocean

全球海洋内潮汐能量分布的数值预测

• 发表时间: 2010
• 作者: Yoshihiro Niwa;Toshiyuki Hibiya
• 通讯作者: Toshiyuki Hibiya