中文摘要：

内潮是潮汐向深海混合提供能量的重要途径，是研究海洋混合问题的关键，内潮生成问题已成为当今物理海洋学研究的主要热点之一。本项目拟在不考虑非线性和粘性、但不做弱地形和无限深海等人为假定的情况下，从理论上进一步深入研究均匀层结条件下，迄今仍未见讨论的、可以用简单解析函数表达的凸、凹和线性斜坡等有限地形上内潮生成的解析解，进而给出任意地形上内潮生成问题渐近解的近似算法，探讨地形特征对内潮强度以及流场结构的影响。同时还将在实验室二维内波水槽中通过拖曳模型地形往复运动激发内波来模拟内潮生成过程，精确测量内波生成时的密度场和流场结构，以检验理论结果的正确性，并讨论非线性和粘性作用的影响。本项研究将为估计全球海洋中潮汐所激发内潮的总能通量及其空间分布以及内波谱模式中能量源函数项的潮汐部分提供若干必要的理论和实验室实验依据。

结论摘要：

内潮是海洋中的潮频率内波，是潮汐向海洋混合提供能量的重要纽带，而混合是控制大洋环流的重要因素，研究内潮生成、传播以及海洋混合问题具有重要的科学意义。本课题在三个方面取得进展（1）提出坐标变换方法，该方法在线性理论框架下，将物理平面内的倾斜地形变换到变换平面中的水平海底，从而解析得到内波本征模态；给出了若干可用简单解析函数表达的凸、凹等地形对应的变换函数，给出了求解任意亚临界地形所对应变换函数的递推算法；以此为基础研究了内波传播问题，亚临界地形上内潮生成问题，探讨了地形斜率、水深对内潮能通量的影响。（2）开展了黑潮剪切流不稳定生成内波机制研究，结果表明，黑潮西翼对于向东传播的内波扰动是稳定的，而对于向西传播的内波扰动是不稳定的，内波从平均流中吸取能量而成长，黑潮东翼的情况与黑潮西翼相反；这说明黑潮的剪切不稳定是吕宋海峡内波产生的一个有效机制。（3）基于水温的垂向扩散方程，采用变分同化建立了估算温度垂向扩散系数的方法，并利用黄海中部多年温度观测资料，估算了温度垂向扩散系数，发现4-9月份，中层的扩散系数反比与Brunt-V?is?l?频率的平方，该研究对浅海混合过程的参数化具有一定价值。