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《JGR-Oceans》发表我室涂俊彪博士研究成果,揭示河口泥跃层Kelvin-Helmholtz不稳定结构及其形成机制

时间:2020-04-07浏览:13设置

202045日,国际著名海洋学杂志《Journal of Geophysical Research: Oceans发表我室涂俊彪博士与合作者的研究成果 “Acoustic observations of Kelvin-Helmholtz billows on an estuarine lutocline”

Kelvin-HelmholtzKH)不稳定对海洋及河口海岸带中的湍流混合具有重要作用,进而影响水体物质、能量交换和生物地球化学循环等。当前针对KH不稳定的研究工作主要基于热盐层结水体,而在因悬沙浓度引起的层化环境中却鲜有报道。本研究综合分析高频测深数据、水体流速和密度剖面,首次报道了存在于河口泥跃层中的KH不稳定结构。在河口近底层,流速剪切和悬沙引起的密度层化相互作用,导致梯度理查森数(Ri)降至0.25以下,进而触发了KH不稳定的形成。在不稳定结构形成之后,水体中动量的垂向混合会极大增强,从而减弱垂向剪切,使得Ri增大。基于现场实测流速及密度剖面资料,运用Taylor-Goldstein (TG)方程可成功再现不稳定结构出现的位置及其空间特征。该研究结果有望为研究高悬沙河口及海岸带泥沙垂向混合及输运过程提供新的思路。


1. (a) 基于测深图像的连续湍流事件. (b) 图(a)中红色方框内的单个事件, (c) 单个不稳定结构,(d) Connecticut River estuary不稳定结构 [Geyer et al., 2010] (e) 基于DNS的不稳定结构 (改自Kaminski and Smyth [2019])


论文第一作者为我室博士后涂俊彪,通讯作者为我室范代读教授和美国俄勒冈州立大学William Smyth教授。该项研究工作得到国家自然科学基金、中国博士后基金和美国国家科学基金的共同资助。


全文链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2019JC015383


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