南海潮汐的伴随同化数值模拟

把利用正交潮响应方法对 2 4 8个周期超过 6年的南中国海的TOPEX/Poseidon卫星高度计资料进行潮波分析提取的沿轨分潮调和常数同化到二维非线性潮汐数值模式中去 ,优化模型中的开边界条件和底摩擦系数 ,模拟了南海m1 和M2 分潮的潮汐。所用的同化方法是伴随同化。根据计算结果给出了m1 和M2 分潮的同潮图。计算结果与 5 9个验潮站资料的比较结果是 :m1 分潮的振幅和迟角的平均绝对误差分别是 4.8cm和 8.7°;M2 分潮的振幅和迟角的平均绝对误差分别是 4.3cm和 1 1 .0°,表明计算结果与验潮站资料符合良好。研究结果表明 ,利用伴随同化方法把TOPEX/Poseidon资料同化到潮汐数值模式中去对模式进行校正是有效的     

2004年夏季中国南海北部的浮游植物

报道了2004年夏季南海北部18个大面测站浮游植物的调查结果。应用Utermhl方法初步鉴定出浮游植物4门74属159种,平均细胞丰度为(115.05±438.89)×103个/L(n=91),其中硅藻在物种丰富度和细胞丰度上占绝对优势;其次为甲藻。主要优势种为柔弱伪菱形藻Pseudo-nitzschiadelicatissima、旋链角毛藻Chaetoceroscurvisetus、皇冠角毛藻Chaetocerosdiadema、具齿原甲藻Prorocentrumdentatum和冰河拟星杆藻Asterionellopsisglacialis。调查区浮游植物表层细胞丰度的平面分布从沿岸向外海迅速减少,高值区分布在广东沿岸和珠江口附近海域。同1999年同期资料相比,浮游植物细胞丰度增加1倍,但平面分布趋势相同。调查区浮游植物垂直分布总体特征是由水体表层到底层,细胞丰度逐渐减少。细胞丰度密集区位于水体表层,但是只有S2断面出现了次表层最大值现象,其垂直剖面分布同叶绿素a、铵盐、溶解氧以及盐度密切相关。整个调查区浮游植物的多样性程度是低的。     

南海环流的一个约化模式

利用约化数值模式研究了黑潮在巴士海峡的流况及受其影响的南海海盆区的环流,结果为:定常的黑潮入流在巴士海峡不易出现显著的环状流动结构,但在海峡西侧诱生一气旋涡,该涡旋达到一定强度时,β因子和侧边界作用使其向西南移动,因此,模式给出的南海环流呈准半年周期的气旋涡现象。动力分析表明,气旋涡因非线性平流作用将黑潮西侧的气旋性切变涡度向南海北部输送所致。模式同时计算了入流方向和流轴位置呈周期性变化时,巴士海峡和南海的流动结构。     

南黄海网采浮游植物碳含量及群落结构的季节变化

根据2011—2012年4、6、8、10月和11月共5个航次的网采浮游植物样品,以细胞体积转换碳含量为基础,分析了南黄海海域网采浮游植物在春、夏、秋三个季节的变化规律。结果表明:浮游植物总碳含量及各类群碳含量均表现出明显的季节差异,春季和秋季浮游植物在空间分布上纬度差异较小,呈现由近岸到外海降低的特点;夏季海域南部浮游植物生物量远远高于南黄海北部及中部区域。浮游植物总碳含量最高值出现在夏季,为(4.62±11.79)×104μg C/m~3,最低值出现在秋季,在1000μg C/m~3以下。甲藻在浮游植物中所占比例在夏季8月最低,为14.05%,在初春和秋末较高,约为48%;甲藻的比重在南部海域明显较低。温度和盐度是影响南黄海浮游植物群落的重要环境因子,而浮游植物与营养盐的关系呈现不同的季节特点。圆筛藻属(Coscinodiscus)和角藻属(Ceratium)在各调查月份均为南黄海海域浮游植物群落的优势种属。本文从浮游植物碳含量的角度为南黄海海域的生态状况研究提供了基础资料。     

南海环流的三维数值模拟

本文采用Backhaus的三维海流模式,运用半隐式及C-网格方法求解基本方程,对南海各季的平均海流流场进行了数值模拟。将模拟结果与已有的研究结果进行比较,其主要流系基本上是相符的,夏季表层基本上为一反气旋型环流;冬季则转变成气旋型;在冬季,从50m层起开始显露出“南海暖流”的存在。这些表明南海海流的某些主要特征基本上已经被此模型成功地再现出来,同时此模型又给出了垂直方向各层的海流情况,在目前尚缺乏深层实测海流资料的情况下,上述深层海流的模拟结果有一定参考意义。     

南海东北部内潮数值研究

导出二维三层（准三维）潮流与起伏地形相互作用而产生内潮波的非线性数学模型，并分别以Ｍ２分潮、Ｋ１分潮为策动期波，数值求解南海东北部大陆斜坡对策动潮波的响应。结果表明：台湾浅滩南面斜坡对Ｍ２分潮响应最为强烈，东沙群岛东面斜坡次之，其余海域无显著响应；对Ｋ１分潮的响应则以一统暗沙东南面斜坡最甚，其次为东沙群岛东南的斜坡，其余海域响应微弱。     

南海中部上层海洋温度的短周期振动

南海季风试验(SCSMEX)期间,南海中部投放了3个ATLAS浮标.本文选取3个站点1998年4月13日～1999年4月8日的所有观测水层的温度数据作为研究.通过逐月功率谱分析,发现50-500m深度,温度存在全日和半日2个显著短周期的振动;利用小波分析得出了温度短周期振动的时空变化特点,并结合温度跃层时空结构的分析,发现跃层深度上,温度全日(或半日)周期振动的时空变化与跃层时空结构存在一致性,即在跃层核心深度上,跃层强度越大的时域内,温度全日(或半日)周期的振动就越显著.     

南海中部表层沉积物的元素地球化学

根据1983年9月—1984年7月所调查的南海中部91个表层沉积物中Fe,Mn等18种元素分析并结合其它资料的详细研究结果表明:(1)南海中部沉积物具有在近海—深海环境下形成的半深海沉积物的地球化学特征;(2)元素含量分布规律是,Al,K,Fe,Mg,Cu,Ce,Ni,Ba,Mn,Zn,Pb,N含量从陆架外缘到陆坡直至深海递增;Ca,Sr,C_(有机)从陆架外缘到陆坡含量渐增,由陆坡向深海锐减;Si和Ti含量在陆坡低、陆架外缘和深海高;(3)因子分析得出三种元素组合,即常量元素Al,Si,K,Fe,Mg,Ti,微量元素Cu,Co,Ni,Mn,Ba和Ca,Sr,C_(有机),N组合;(4)沉积物元素组成和含量的主要控制因素是沉积物类型。     

南海东北部海域次表层水与中层水之流径

1992年春季以及1994年夏季，台湾海峡两岸曾同时出动多艘研究船在南海东北部海域协力执行了两次较大区域的水文调查作业。根据温盐曲线之类聚情形，发现盐温变率比（即温盐曲线斜率之倒数）是除了盐度极大值与盐度极小值外另一个简单又好用的温盐特征参数。此值乍视之下仅与温盐曲线之形状有关，但因其隐涵了时间的效应，故可有效反映出水团之变性程度，对分析、推断水团之流径甚有助益。经分析、对比温盐参数与动力高度之水平分布，发现1992年春季观测时之地转流场与温盐参数二者趋势不甚一致，但1994年夏季之测情却有很好的共通性，似乎表示后者之流况系处于稳定状态，因此观测现象应较具代表性。资料亦显示：不论春、夏，在吕宋岛西北角与东沙群岛之间的广大海域主要是受成群的气旋型环流所控制，此气旋群之范围因季节而异，夏季时其势力较向东、向北扩展，因而在巴士海峡、巴林塘海峡阻挡住黑潮区之外洋次表层与中层水团向西伸展，但外洋水团仍可在台湾岛南端逸入南海东北部，然后被南海内部流系辗转带往南海腹地。春季时，外洋水团虽可占据气旋群环流场东北方之台湾西南外海，但并未见能长驱直入南海内部者，仅有部分经变性后之外洋水被气旋群西侧之环流带往南海中部，表示逸入过程是南海与西菲律     

南海中央海盆热流特征及成因

对南海中央海盆70个热流观测值的统计结果表明,南海中央海盆属于高热流区,热流平均值可达89.9 mW/m2。其中西南次海盆热流平均值为96.6 mW/m2,东部次海盆热流平均值为86 mW/m2,西南次海盆比东部次海盆更"热"。高热流值的主要原因是岩石圈的构造拉张减薄以及壳内高导层埋深较浅。而局部存在的热流高值异常其根本原因是断裂和岩浆活动的结果。通过对研究区热流分布以及高值特征的分析,不仅可以对洋壳年龄和扩张年代进行估算,还可以对构造特征以及沉积环境进行有效推测。     

南海,南黄海,渤海^210Pb垂直分布模式

利用~(210)Pb同位素地质学技术测定了我国南海,南黄海和渤海26个岩心现代沉积速率和沉积通量。发现采样点岩心中~(210)Pb的放射性强度随深度衰减呈现出五种垂直分布模式,利用其分布模式,分析研究了采样点海区沉积作用强度、物质来源和沉积环境。~(210)Pb资料表明我国陆架浅海采样点、尤其象黄河三角洲高速沉积区近百年来的沉积速率和沉积格局有显著的差异和独特的沉积特征。     

南海北部水体浮游植物比吸收系数的变化

在2004年9月南海北部开放航次中测定了51个站点的浮游植物比吸收系数aph^＊（A）。分析表明，aph^＊的数值和光谱分布都有较大的变化，且在沿岸和外海表现出不同的变化趋势。aph^＊的变化主要受色素打包效应和色素成分的影响。外海水体微微型藻类占绝对优势，而沿岸水体中微型藻类和大型藻类的比例相对增大，相应地色素打包效应增强，aph^＊减小。外海水体的aph^＊光谱分布随深度的增加呈现出一定的变化趋势，且在上层水体的蓝红比较高，反映出辅助色素含量的相对变化对比吸收系数的影响。aph^＊随叶绿素a浓度的增大而减小，两者之间呈现出较好的幂指数关系。     

南海中央海盆岩石圈纵向演化模拟

基于南海海盆的地质构造历史、地球物理和构造应力场资料建立准三维有限元模型,对南海中央海盆进行岩石圈纵向演化动力学模拟.本文采用弹塑性各向同性连续岩石介质模型,充分考虑拉伸速率、拉伸位移以及模型参数对模拟结果的影响,共建立了3个模型进行比较.从数值模拟结果可以看出中央海盆在被动拉张的地质构造背景下是单向生长的,动态模拟出南海中央海盆在形成过程中的陆缘裂离、海底扩张两个阶段的岩石圈纵向演化过程,并且分析了两个阶段岩石圈的动力学性质.提出水平的被动拉张力是南海岩石圈纵向演化前两个阶段形成的主要因素,并且在这两个阶段中,岩石圈的纵向演化时间主要集中在海底扩张阶段.     

南海东北部夏季逆风流数值模拟

以１９３９－１９７８年７月平均风场代表夏季风，数值求解南海流场对风应力输入的响应。结果表明，即使盛夏仍有黑潮水经巴土海峡流入南海；风应力与陆坡地形相互作用的影响。在１１６Ｅ以西陆坡上占优势，形成辐射上升，生成低水位带及冷水带，其北侧生成夏了逆风流；１１６Ｅ以东陆坡上，黑潮水占优势，具有向北分量流速的黑潮水在那里辐聚下沉形成高水位带及暖水带，其北侧生成东北向顺风流。     

南海冬季环流数值模拟

用已成功地模拟了大尺度环流和黑潮的三维、斜压以及具自由海水表面的数值模式,模拟了冬季南海流场、温度场和海面高度场。所用网格为0．25°×0．25°,垂直方向分为6层;除巴土海峡和台湾海峡外,其它边界假设为封闭;巴士海峡和台湾海峡的边界值用已模拟的大尺度环流值。模拟结果基本上反映了南海冬季环流的特征。从模拟结果可知,黑潮从巴士海峡南部进入南海后,其大部分又从对21°以北返回大洋。巴士海峡西侧的气旋型环流似乎具有相对的独立性;当然,涡旋东侧在巴士海峡的N向流可能与黑潮水混合,而且从这支流中分离出－小支流继续向北,汇入到“南海暖流”中。黑潮水虽然大部分返回太平洋,但是巴士海峡西侧的气旋型环流是由巴士海峡处的黑潮诱发的,南海海底地形对南海环流的形态（特别是对“南海暖流”的形成）有很大的影响。     

南海中部海区溶解氧垂直分布最小值

本文根据国家海洋局1983年9月—1985年1月在南海中部海区的综合调查资料,分析了该海区溶解氧的垂直结构特征和氧最小值的分布变化规律。结果表明,在水深500m至1000或1500m处终年存在着氧含量普遍小于2.0×10~(-3)的氧最小层,其厚度南部高于北部。氧最小值的含量在(1.65—2.10)×10~(-3)之间,其量值也明显地随着纬度而增加。文中还对氧最小层形成的机理作了初步探讨。     

东海和南黄海夏季环流的斜压模式

基于拉格朗日余流及其输运过程的一种三维空间弱非线性理论，引进了黑潮边界力及长江径流，给出了东海和南黄海的夏季环流及上升流区的分布。计算结果表明：在黑潮西侧存在着台湾－对马暖流系统；进入朝鲜海峡的对马暖流来自台湾暖流、黑潮、东海混合水和西朝鲜沿岸流；黄海暖流主要来源于东海混合水，表面有部分来自对马暖流；闽浙沿岸存在上升流区且构成一带状区域；在长江口外、东海东北部和陆坡上也存在在上升流式；陆坡处上升流     

南海西南海盆的岩石圈张裂模式探讨

南海西南海盆的西北边缘和东南边缘在地形地貌上不对称,在地质构造特征上东南边缘为上板块边缘,西北边缘为下板块边缘,它们为一对共轭边缘。新生代张性构造运动和海底扩张活动中,上地壳呈脆性,发生过脆性变形,产生了一系列倾斜正断裂及一系列断块,断块沿断层面转动,在地表出现一系列半地堑,在拉张应力的进一步作用下,上地壳沿断层面被拉开;下地壳呈塑性,发生塑性变形,最后以瓶颈方式被拉断。由此可见,在张性应力场作用下,岩石圈的变形方式是分层而异的：上地壳以简单剪切方式变形,下地壳以纯剪切方式变形。因此,整个岩石圈的变形方式是分层变形的     

SST短期数值预报

以海洋原始方程组为基础,用SST常规船舶资料形成初始场,以气象预报产品提供海表面的强迫场,建立了一个有限区域的SST短期(3～5d)动力数值二维预报模式,开创了第一代SST短期数值预报模式.利用此模式进行了试预报,预报效果良好,实现了表层海水温度数值预报业务化运行,实效为3d的预报精度均方误差达到1.0℃左右.     

南海南部海域构造地貌

构造地貌是指由新构造运动直接形成的一种动态的、积极活跃的地貌类型。南海南部海域新构造运动强烈,类型众多,它们是控制海底构造地貌形成和发育的主要内动力因素。根据地质地球物理资料,对该区区域构造沉降、海底扩张、断裂作用、褶皱作用和火山活动等新构造运动类型及其形成的构造地貌进行了分析。区域构造沉降形成规模较大的构造台地、深水阶地和陆坡盆地等;海底扩张形成西南海盆、中央海盆及其内部的众多构造地貌类型;断裂作用形成断层崖、断阶、海底谷、断块山、断陷盆地等;褶皱作用形成山地和挤压构造盆地;火山作用形成海山、海丘。