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主要作者与研究机构及发表信息
本研究的主要作者包括张志祥（Zhixiang Zhang）、高静（Jing Gao）、王家宁（Jianing Wang）和王凡（Fan Wang），他们分别隶属于中国科学院海洋研究所、青岛海洋科学与技术中心、自然资源部北海预报中心以及中国科学院大学。该研究于2024年发表在《地球物理研究快报》（Geophysical Research Letters）上。
学术背景与研究动机
近惯性波（Near-Inertial Waves, NIWs）是海洋内部能量的重要来源，在维持全球经向翻转环流中起着关键作用。然而，由于缺乏现场观测数据，深海和深渊区域的NIWs生成机制仍不明确。热带气旋（Tropical Cyclones, TCs）引发的风应力被认为是NIWs生成的重要驱动力之一，而内潮（Internal Tides, DITs）通过参数次谐波不稳定（Parametric Subharmonic Instability, PSI）也能将能量传递给NIWs。此外，涡旋（Eddies）对NIWs的垂直传播有显著影响，但其具体机制尚不清楚。本研究旨在揭示TCs和DITs对深层近惯性动能（Deep Near-Inertial Kinetic Energy, Deep Nike）的贡献，并探讨涡旋调制下的相关机制。
研究方法与流程
本研究基于位于西太平洋130°E/15°N的一组全深度锚系观测数据，时间跨度为2015年9月30日至2018年12月28日，平均水深约为5600米。研究包括以下几个主要步骤：
数据采集与处理
锚系装备了向上和向下观察的声学多普勒流速剖面仪（ADCPs），用于测量50-1000米范围内的流速剖面。深层层流速则由多个离散的深海流速计测量，温度数据由CTD传感器和温度传感器提供。所有数据均经过线性插值处理以标准化深度。研究还使用了ASCAT全球风应力数据集分析风场变化，并从日本气象厅获取了热带气旋路径数据。
信号分离与特征提取
研究采用三阶Butterworth带通滤波器分离NIWs、DITs和涡旋相关的变异性，分别设定截止周期为[0.80-1.18]f0、20-27小时和20-120天。此外，利用二维傅里叶滤波分解东西向或南北向流速为向上和向下传播分量。
群速度计算与PSI验证
通过理论公式计算NIWs的垂直群速度（Cgz），并结合功率谱分析和椭圆拟合推导出相关参数。为了验证PSI的发生，研究计算了双相干谱（Bicoherence Spectrum），选取每个56天片段中频率范围在[0.7, 1.3]f0内的最大双相干值作为连续时间序列。
回归分析与贡献评估
使用线性回归模型评估TCs引发的向下传播NIWs和PSI对深层Nike的相对贡献。回归分析分别针对1500米深度的Nike（Kef）、1500米深度的内潮动能（Ked1）和750米深度的向下传播分量（Kefdn）进行。此外，还构建了多元线性回归模型以综合评估两者的影响。
主要结果
1. TCs引发的NIWs传播特征
研究期间共记录到四次热带气旋事件（TC1至TC4）。其中，TC4引发了最强的风应力旋度（~1.59×10^-5 N m^-3），并在表层约200米处产生了超过200 cm² s^-2的Nike。随后，这些NIWs向下传播至2500米深度，贡献了约21 cm² s^-2的深层Nike。相比之下，TC3虽然在表层产生的Nike强度相似，但其深层Nike（>600米）比TC4高出约1.5倍。这可能与涡旋调制下NIWs的不同传播行为有关。
涡旋对NIWs传播的影响
椭圆分析表明，涡旋的存在显著改变了NIWs的垂直群速度。例如，TC3后暖核涡旋（Warm Core Eddy, WCE）导致等温线下沉达100米，使NIWs的垂直群速度达到60米/天，远高于以往研究中的7-23米/天。而TC4后的WCE强度较弱，等温线仅下沉50-80米，对应的垂直群速度仅为25米/天。回归分析进一步证实，更强的WCE更有利于NIWs的向下传播，能量损失更低。
PSI对深层Nike的贡献
在TC3和TC4期间，PSI活动显著增强，尤其是在负涡度条件下。双相干谱分析显示，四个PSI事件的最大双相干值均超过95%置信水平，表明DITs通过PSI有效转化为NIWs。线性回归分析表明，PSI对1500米深度Nike的贡献小于30%，而TCs引发的向下传播NIWs贡献超过50%。
综合贡献评估
多元线性回归模型显示，TCs引发的向下传播NIWs和PSI共同解释了深层Nike变异的大部分比例（86%-60%）。研究强调，WCE在促进NIWs向下传播和提高PSI效率方面发挥了催化剂作用。
结论与意义
本研究揭示了TCs和DITs对深层Nike的相对贡献及其涡旋调制机制。研究表明，TCs引发的向下传播NIWs是深层Nike的主要来源，而PSI则起到次要作用。涡旋的存在显著影响了NIWs的传播行为和能量损失，强调了在数值模型中准确表示深海涡旋活动的重要性。研究为理解深层Nike的生成机制提供了新的视角，有助于改进深海湍流混合的模拟能力。
研究亮点
1. 首次基于长期全深度观测数据揭示了TCs和DITs对深层Nike的相对贡献。 2. 提出了涡旋调制下NIWs传播的新机制，特别是WCE对垂直群速度和PSI效率的影响。 3. 开发了结合双相干谱和线性回归分析的方法，量化了不同能量来源对深层Nike的贡献。
其他有价值内容
研究还讨论了观测时间和空间限制对结论的潜在影响，并指出未来研究应关注地形-流相互作用和李波（Lee Waves）等其他可能的深层Nike来源。