南海北部神狐陆架坡折区内孤立波引起海底风暴  

Internal solitary waves in the Shenhu continental shelf slope break zone of the northern South China Sea generate benthic storms

作　　者：贾永刚 冯学志 朱超祁 王林森 刘晓磊 胡聪 王宏威 Jia Y;Feng X;Zhu C;Wang L;Liu X;Hu C;Wang H

机构地区：[1]中国海洋大学山东省海洋环境地质工程重点实验室,青岛266100 [2]青岛海洋科技中心,海洋地质过程与环境功能实验室,青岛266237 [3]海底科学与探测技术教育部重点实验室,青岛266100

出　　处：《中国科学:地球科学》2025年第3期955-969,共15页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家自然科学基金项目(41831280、42207173);山东省自然科学基金项目(ZR2022QD002)资助。

摘　　要：内孤立波可以在大陆斜坡上造成强烈的底流和湍流混合,这些过程影响着沉积物和污染物的再分布、海洋地貌和生态系统的变化.但由于缺乏详细的海底边界层的定量测量,人们对内孤立波造成海底沉积物再悬浮和输运的机制和影响仍然知之甚少.我们展示了陆架坡折区内孤立波上层(14~265m)水动力和底部边界层(<1m)响应的高分辨率原位观测结果.研究结果发现强非线性内孤立波出现在半日潮流流速最大时刻时,会在海底引起海底风暴现象.不同于以往认为的全局不稳定机制,强非线性内孤立波造成的悬浮物浓度是背景值的60倍,具有瞬时突发性的特点,底部剪切应力(τ)要比实验室测量的大一个数量级,观测的波动压力是以往海岸观测的2.3~7倍左右.海底风暴造成的沉积物在垂直方向上迁移到离海底100m以上的距离,横向输运超过了调查范围内数十千米的距离,构成了“强非线性内孤立波掀沙,弱非线性内孤立波和内潮流协助,等深流输沙”的动力机制.南海内孤立波引起的海底风暴现象造就的悬浮通量与全球沙尘暴排放量处于同一个数量级,是亚洲沙尘暴入海量的21.9倍,是南海北部河流沉积物入海通量的21倍左右,这些结果对评估南海北部沉积物沉积过程和生态地球化学的影响有着重大意义,并为海洋生态环境和碳汇循环过程提供一个新的视角.

关 键 词：内孤立波 海底风暴 剪切应力 悬浮通量 入海通量 

分 类 号：P731.2[天文地球—海洋科学]