——　第二部分　国家自然科学基金项目成果巡礼　——

　　内潮是一种具有天文潮频率的内波，是海洋内部普遍存在的现象，其破碎引起的海洋混合在海洋环流与全球气候变化中起着重要作用。在过去近百年的内潮研究中，海洋学家已经能够很好地阐释内潮的产生规律，但对于其耗散以及耗散所引起的混合，目前仍知之甚少。由于海洋中50％以上的内潮能量以大尺度（低模态）的形式存在，内潮很难直接为海洋混合提供能量，但是它们能够通过非线性波－波相互作用将能量转移到小尺度内波上，导致小尺度内波破碎从而引起海洋混合。海洋内部的参量次谐频不稳定（Parametric Subharmonic Instability, PSI）机制是非线性波－波相互作用的主要形式之一，它能够直接增强海洋混合，从而影响区域海洋生态环境与环流结构。

　　在国家自然科学基金联合基金项目的资助下，中国科学院南海海洋研究所尚晓东研究员的研究团队近年来在PSI机制研究方面取得系列研究成果。通过锚定潜标海流观测数据分析发现，全日内潮在其临界纬度（约14.50N）能够通过PSI机制，将其能量转移到近惯性内波（图1)，在此过程中伴随着海流的强烈剪切从而引起内潮波破碎，由此引发海洋内部强烈的垂向混合；在远离半日内潮临界纬度（28.80N）的南海海域，半日内潮也能通过PSI机制将其能量转移到具有高波数的全日次谐频波；经典PSI理论认为内波的次谐频不稳定仅能够产生频率近似为其一半的波包，但是他们通过观测发现，半日内潮波的次谐频不稳定产生了频率不等于内潮波频率一半的近惯性内波，该结果修改了经典的PSI理论；最近在南海东北部海域观测到内潮波在海洋上层的反射能够有效增强PSI与其它形式的非线性不稳定，产生表面平均流，从观测上证实了理论和室内实验的结果。在此过程中，内潮的PSI能量转移时间为2.5天，是一种强的PSI形式（图2）。以上研究成果分别发表在Geophysical Research Letters 2008、2009、2011、2013和Journal of Geophysical Research 2015等国际主流杂志上，这些成果为进一步开展南海内波之间的非线性相互作用、内波破碎混合及环流等研究提供重要参考和依据。为此，2015年1月应美国Woods Hole海洋研究所邀请，尚晓东在该所举办的南海国际学术研讨会上做大会特邀报告，其博士生谢晓辉获得了中国科学院优秀博士论文。