孟俊敏, 孟祥花, 萨和雅, 王桂霞, 孙丽娜, 张 杰

(1.自然资源部 第一海洋研究所,山东 青岛 266061;2.自然资源部 海洋遥测技术创新中心,山东 青岛 266061;3.内蒙古师范大学 应用数学中心,内蒙古 呼和浩特 010022;4.北京信息科技大学,北京 100085; 5.内蒙古师范大学 数学科学学院,内蒙古 呼和浩特 010022)

海洋内波在各大洋和边缘海广泛存在。内孤立波是一种具有孤立子形态的内波,遥感图像所观测到的内波绝大多数是内孤立波,内孤立波具有振幅大、较强的剪切流、在陆架区广泛分布、传播距离远等特点,是内波研究的热点。近年来,随着遥感技术的进步,特别是国产自主遥感卫星的大量发射,内波遥感监测能力有了极大的提高,对遥感技术用于海洋内波探测也提出了更高的要求。然而,遥感观测海洋内波基本上是一种间接手段,往往涉及多个物理过程。因此,利用遥感技术开展海洋内波的研究需经历一个较长的研究链条,即:建立准确描述内波传播的数学模型、模型的解析和数值求解、遥感图像内波的特征提取方法、内波参数的反演等,进一步基于大量的遥感数据统计分析特定海域的内波时空分布规律,研究内波发生和传播预测预警模型。研究的关键是数学方法的使用和改进。

1 内波传播的数学模型

海洋内波的传播演化过程可由非线性偏微分方程进行描述。研究内波方程可求出内波的解析表达式,更便于分析内波参数在内波发展过程中的变化,讨论内波的传播演变和动力学特征,有助于分析内波的物理机制; 还可为其他研究手段提供有效的理论支持,如可为数值研究提供必要的初始状态模式,可提供内波连续演化情况,等。……