内潮在层化海洋中普遍存在， 它是由正压潮流与大陆坡， 海脊，海底峡谷等复杂海底地形相互作用产生。内潮的破碎和耗散会在局地和深海海盆引起强垂向混合，这对维持经向翻转环流起着重要作用。背景环流通过改变层结，调制着内潮的生成和传播。由于背景环流场存在着不同时间与空间尺度的信号，内潮在其调制作用下也会存在时空变化。我们通过高分辨率的三维数值模式来研究在印太环流系统的影响下， M2 内潮的能量收支与辐射路径的变化。同时，我们进一步研究内潮不同时间尺度的演化与变异，并探讨局地耗散效率q的季节与年际变化。

       我们利用高精度数值模式， 揭示了在台湾东北海域黑潮调制作用下，M2 内潮的能量收支和演化过程。研究发现，内潮生成在大陆坡的陡峭地形，特别是 ILan 海脊和 Mien-Hua 峡谷处，这两个海域首次被确定为 M2 内潮的生成源区。黑潮通过调制层结分布影响着 M2 内潮能量的生成。当模式的初始场考虑黑潮时，与水平均一的理想层结的模拟结果相比， I-Lan 海脊处生成的斜压能量降低了约30%，而在 Mien-Hua 峡谷和北部陆坡提高了约 10%。来自多个源区的内潮发生相互干涉，形成一个复杂、 不均匀的三维斜压场。 在 I-Lan 海脊生成一束南向、逆黑潮传播的能量射线，并且能量沿等深线的方向辐射。复杂的地形特征和背景环流增强了内潮的能量耗散。

       印尼海域内潮和印尼贯穿流（ITF）之间的相互作用过程并不为人所知。在该海域，我们围绕印尼龙目海峡进行了一系列高分辨率的数值模拟，探讨了在ITF 调制作用下，龙目海峡区 M2 内潮的时空变化。龙目海峡内潮在 ITF 背景层结和流场调制作用下呈现出南北不对称性。同时由季风和 ITF 引起的表层盐度变化调制 M2 内潮能量的季节信号； 由 ITF 和 El Niño 调制海气淡水通量进而影响局地层化， 使得内潮的生成和耗散存在年际变化。局部耗散效率 q 表现出明显的季节和年际信号， 这会对低纬度赤道的海洋气候过程提供有效的反馈。

       我们进一步研究了印尼-澳大利亚海盆海域 M2 内潮在南赤道流系影响下能量辐射传递过程。 我们通过高精度数值模式发现，该海域 M2 内潮在多个源区生成， 包括龙目海峡、帝汶周边海区和澳大利亚西北陆架。在龙目海峡附近，印尼贯穿流调节了 M2 内潮生成的斜压能量， 其能量通量在南向辐射过程中受南赤道流折射效应发生偏折，并且可以穿过南赤道流后传播超过 500 公里，最终到达澳大利亚的西北陆坡。来自澳大利亚西北陆架的内潮能量向深海海盆传播，并且与来自龙目海峡的内潮发生相互干涉。背景流场和多源区干涉作用会增加内潮的能量耗散，导致在海盆内部形成空间不均匀能量耗散场。

摘 要 .................................................... I
Abstract ............................................... III
第 1 章 引言 ............................................ 1
1.1 内潮及研究意义 ...........................................1
1.2 内潮的研究进展 ...........................................3
1.2.1 内潮的研究方法........................................3
1.2.2 全球海洋内潮研究进展..................................5
1.2.3 台湾东北内潮研究现状..................................8
1.2.4 印尼-澳大利亚海域内潮研究现状........................10
1.3 问题的提出 ..............................................13
第 2 章 ROMS 模式和相关方程介绍......................... 15
2.1 ROMS 模式简介............................................15
2.2 模式控制方程及边界条件 ..................................15
2.2.1 控制方程.............................................16
2.2.2 边界条件.............................................16
2.2.3 网格与随底坐标.......................................18
2.3 能量平衡方程 ............................................20
2.4 内潮混合参数化方案 ......................................21
第 3 章 台湾东北 M2内潮受黑潮调制下的生成与传播 ......... 23
3.1 引言 ....................................................23
3.2 方法 ....................................................25
3.2.1 模式设置.............................................25
3.2.2 模式验证.............................................28
3.3 模式结果分析 ............................................30
3.3.1 M2内潮的能量收支.....................................30
3.3.2 M2内潮的传播路径.....................................33
3.3.3 黑潮对 M2内潮能量收支的影响 ..........................36
3.3.4 内潮的传播变化和多源区干涉...........................40
3.3.5 M2内潮耗散和混合.....................................47
3.4 总结和讨论 ..............................................49
第 4 章 龙目海峡印尼贯穿流对 M2内潮调制作用研究 ......... 51
4.1 引言 ....................................................51
4.2 模式设置 ................................................53
4.3 模式结果分析 ............................................54
4.3.1 M2内潮的源区分布和能量收支...........................54
4.3.2 M2内潮南北不对称分布.................................58
4.3.3 M2内潮的季节变化.....................................59
4.3.4 M2内潮的年际变化.....................................62
4.4 本章总结与讨论 ..........................................63
第 5 章 印尼-澳大利亚海盆南赤道流系对 M2内潮的折射效应 .. 65
5.1 引言 ....................................................65
5.2 模式设置与验证 ..........................................65
5.2.1 模式设置.............................................66
5.2.2 模式验证.............................................66
5.3 模式结果分析 ............................................68
5.3.1 M2内潮的多源区分布...................................68
5.3.2 南赤道流对 M2内潮能量传播的调制作用 ..................71
5.3.3 M2内潮能量的耗散与混合...............................76
5.4 本章总结与讨论 ..........................................78
第 6 章 总结与展望 ..................................... 81
6.1 本文主要结论及创新点 ....................................81
6.2 本文工作展望 ............................................82
参考文献 ................................................ 83
致 谢 ................................................... 99
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 ......... 100