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作为一种发生在稳定分层海域的波动,海洋内波具有较稳定的特性,可长时间传播而保持波形不变。尽管该波动一般都产生于海洋内部分层界面,但与表面波相比,它却具有更大的破坏力,海洋内波在传播过程中携带巨大的能量,可导致海面强烈的辐聚/辐散及突发性的强流,对水下通讯、海洋渔业、海底开采和海上交通等都具有严重的威胁。 为弥补数值研究在海洋内波模拟研究方面的不足,本报告主要利用变系数非线性发展方程丰富的解析解对海洋内波的传播演变特性开展研究,主要包括如下研究内容: (1)利用含有散射项和微扰项的变系数Korteweg-deVries(KdV)方程丰富的解析解对海洋内波的传播演变特性进行了模拟研究;基于该方程的单海洋内波解析解,对台湾东北部海域的海洋内波的传播特性进行模拟研究;在南海东沙群岛海域,则利用该模型的双孤子解对海洋内波的非线性相互作用进行模拟研究,并着重分析了海洋内波的传播演变特征及弹性碰撞对雷达后向散射截面的贡献,进而讨论了耗散项和微扰项对海洋内波的传播、弹性碰撞及引起的海洋表层流速变化的影响。 (2)基于同时含有二次和三次非线性项的变系数Gardner方程对海洋内波的传播演变特性开展研究。在吕宋海峡海域,展示了下降型海洋内波的传播演变特性及由其引起的雷达后向散射截面的变化,同时分析讨论了耗散项、微扰项和色散项对海洋内波的波形、速度、平衡位置及引起的海洋表层流速变化的影响。 (3)利用变系数Gardner方程对吕宋海峡海域的双海洋内波的非线性相互作用及对雷达后向散射截面的贡献进行模拟研究,展示了耗散项、微扰项和色散项对海洋内波非线性弹性碰撞及引起的海洋表层流速变化的影响,并取得与已有的遥感卫星图像数据较一致的模拟结果。