深海丘陵产生的内波被认为是底部强化混合和地转动量汇的重要来源。先前的作者利用贝尔理论计算出地转流产生的背风波或正压潮汐产生的内潮,但从未同时计算过两者。然而,贝尔理论表明两者是相互依存的:也就是说,正压潮汐的存在会改变背风波的产生,而地转(时间平均)流的存在会改变内潮汐的产生。在这里,我们扩展了贝尔理论以包含多种潮汐成分。利用这一扩展理论,我们使用深海丘陵谱、模型得出的深海海洋分层和地转流估计值以及八个主要成分的 TPX08 潮汐速度重新计算了全球波浪能量和动量通量。由于潮汐的影响,流入背风波的能量通量被抑制了 13%–19%。产生的波通量主要由半日潮(M2)及其谐波和组合所主导,最强的通量发生在洋中脊沿线。由于地转深海流的多普勒频移,内潮的产生非常不对称,55%–63% 的波能通量(和应力)指向上游,与地转流相反。因此,在洋中脊附近,内潮的产生会产生一个净波应力,其量级可达 0.01–0.1 N m 2 2。
人们认为,海山通过非稳定尾流过程和产生内波来促进海洋混合,内波从海山传播出去,然后断裂。对于均匀正压流 U 中的理想孤立海山(特征宽度为 D 和高度为 H ),研究了这些过程的相对重要性。使用一系列科里奥利参数 f 和浮力频率 N,以便考虑低弗劳德数( U / NH )和低罗斯贝数( U / fD )的宽参数空间。结果表明,在这一参数空间范围内,涡旋过程在能量上主导内波能量通量。专门研究了内波场,将其划分为稳定背风波和非稳定尾流产生的波。结果发现,现有的分析理论无法解释背风波能量通量。然后将 Smith 的背风波模型扩展到低弗劳德数区域,并考虑旋转的影响。虽然此前的强分层实验表明,只有障碍物的顶部 U / N 会产生内波,但旋转的影响似乎会改变这种造波高度。一旦修改 U / N 高度以考虑旋转,扩展的 Smith 模型就可以合理准确地再现背风波能量通量。
拖曳船上和系泊观测表明,内部重力波越过帕劳北部热带西太平洋海域海面以下 1000 米的高大超临界海底山脊。背风波或地形弗劳德数 Nh 0 / U 0(其中 N 为浮力频率,h 0 为山脊高度,U 0 为远场速度)介于 25 和 140 之间。波浪是由潮汐和低频流叠加产生的,因此具有两个不同的能量源,组合振幅高达 0.2 ms 2 1 。波浪的局部破碎导致湍流动能耗散率增强,在靠近地形的山脊背风处达到 10 26 W kg 2 1 以上。湍流观测显示大潮和小潮条件形成鲜明对比。大潮期间,潮汐流占主导地位,湍流在海脊两侧分布大致相等。小潮期间,平均流占主导地位,相对于平均流,湍流主要出现在海脊下游一侧。海脊对水流施加的阻力估计为 O (10 4 ) N m 2 1(每次穿越海脊时),以及相关的功率损失,为低频海洋环流和潮汐流提供了能量吸收。