15年测高资料反演南海北部潮汐结果的分析

在调和分析的基础上,结合差比关系的运用,利用T／P和Jason-1卫星测高数据进行了南海北部潮汐状况的反演、分析。其中沿轨数据和交点数据的海面异常（SLA）样本标准差（STD）值计算表明,对于15年资料而言,潮汐分析结果已基本一致。对3年轨道改变后的T／P资料分析发现,运用差比分析的办法能使其分析精度有20％左右的提高,达到与15年资料相近的分析效果。最后文章将近岸的反演结果与实测值作了对比,得出在大多数地区（除水动力复杂区域外）,沿轨数据的反演水位与实测值的误差均值小于19cm,STD值小于14cm。     

考虑内潮耗散的南海M_2分潮伴随同化数值模拟

建立南海潮波模式及其伴随同化模式,在传统二维潮波方程的基础上加入了内潮耗散项,考虑了内潮耗散对南海潮波系统的影响,在前人工作基础上,改进了内潮耗散参数化方案,并给出内潮耗散项中地形效应参数的计算公式;通过对比,本文的参数化方案比前人参数化方案能取得更为合理的模拟结果。以63个验潮站和24个TOPEX/Poseidon卫星高度计轨道交叉点处的调和常数作为观测值,利用伴随同化方法来优化模式中的底摩擦系数和内潮耗散系数。为了寻求最优的优化方案,设计了7组数值实验。实验结果表明,实验7先优化内潮耗散系数再优化底摩擦系数的模拟结果最优。利用实验7的模拟结果分析了南海M2分潮的潮波特征,与前人结果基本一致。     

天文大潮对南海北部浮游动物生物量的影响

基于2020年8月至11月在南海北部获取的声学多普勒流速剖面仪观测数据,利用后向散射强度数据估算得到相对体积散射强度并用其表征浮游动物生物量的相对大小,对相对体积散射强度的半月变化与具有半月周期的潮流动能进行相关性分析,进而分析天文大潮对声学估算的浮游动物生物量的影响。结果表明：半月周期的相对体积散射强度与潮流动能之间呈负相关关系,即天文大潮时,潮流动能较强,水体相对体积散射强度较低,浮游动物生物量则较小,天文小潮时则情况相反。初步推测其原因为：天文大潮时,强潮流一方面导致浮游动物生存环境恶化,使其生物量下降,另一方面也改变了浮游动物垂直迁移特性,浮游动物迁移到近海底处使其难以被观测。     

南海特色资源的开发

南海是中国海洋资源最丰富的海区，主要特色资源是海底油气、热带生物资源和热带旅游资源。根据资源与产业的四种对应关系，南海需要着力发展的优势产业主要是海洋油气和石油化工业、滨海旅游业，名特优海洋生物养殖和加工业。要坚持在保护、恢复的基础上进行开发；依靠科技进步提高资源利用效率；健全运行机制下创资源管理的新局面。     

国家自然科学基金重大研究计划 南海深海过程演变

1研究背景深海是地球表层最晚认识的部分,人类对于深海的知识绝大部分来自最近半个多世纪。1968年开始的深海钻探计划(DSDP),证明洋底在不断扩张;1978年开始的HEBBLE计划,证明几千米海底还有深海风暴;1970年代末发现大洋中脊喷出热液,支持着非光合作用的黑暗食物链;1990年代     

南海北部海峡热输送特征

计算和分析了南海北部(14.75°N以北)热含量、吕宋海峡和台湾海峡的体积输送和热输送的时空变化和季节转换特征。研究表明:南海通过吕宋海峡交换体积输送和热输送,两者都在12月份达到最大,但体积输送5月达到最小,而热输送则滞后1个月,在6月达到最小。南海北部水体热含量异常具有2～3 a的变化周期。吕宋海峡的整体热输送异常存在3 a左右变化周期,季节变化上比南海北部热含量超前2个月。台湾海峡的整体热输送异常存在2～4 a变化周期,季节变化上整体向外热输送最小值比南海北部热含量最大值超前1～2个月。吕宋海峡的整体热输送与台湾海峡相比季节变化上反位相。     

南海夏季风爆发时期的大气环流变化特征

利用美国国家环境预报中心和气象研究中心的42年模式再分析资料,采用合成分析的方法,考察了南海夏季风爆发时期环流季节变化的特征.研究发现:尽管采用不同指标确定的南海夏季风爆发时间在有的年份差别很大,但各种不同指标对应的南海夏季风爆发时期大气环流的变化具有某些共同的特征.通过对各种指标确定夏季风爆发时间一致年份的大气环流特征分析表明,延伸到南海北岸附近地区的海上锋区对流加热和孟加拉湾北部陆地上的对流加热、沿东亚近海向西太平洋推进的冷空气是控制南海夏季风爆发的主要因素.对南海夏季风爆发早与爆发晚的年份的合成环流特征进一步表明:爆发早的年份,影响东亚附近海区的冷空气势力和南海南部的对流活动相对强,而爆发晚的年份,冷空气和南海南部的对流活动的影响要相对弱的多.日本本岛南部黑潮海区因冷空气激发的对流活动对南海夏季风的爆发也有重要的影响.     

我国南海历史性水域线的地质特征

40a的海洋地质、地球物理实测研究表明,九段线不仅是显示我国南海主权的历史性水域线,而且总体上也是南海与东部、南部和西部陆区及岛区的巨型地质边界线。根据实测数据,本文将从地质成因、来源、演化的角度论述此南海历史性水域线的合理性。主要结论包括:历史性水域线的东段在地形上基本与马尼拉海沟一致,海沟西侧为南海中央海盆洋壳区,东侧为菲律宾群岛。根据国际地质研究的资料,菲律宾群岛始新世以前位于较偏南的纬度,后来于中晚中新世(距今16~10Ma)仰冲于南海中央海盆之上,因此菲律宾群岛是一个外来群岛。而黄岩岛在马尼拉海沟以西,是中央海盆洋壳区的一个岛礁,与菲律宾群岛成因不同。南海历史性水域线的南段在地形上基本与南沙海槽一致,伴随南沙地块由北部陆缘向南裂离,古南海洋壳沿此海槽以南俯冲至加里曼丹岛陆壳之下,因此南沙地块与加里曼丹陆块为两个来历不同的地块。南海历史性水域线西段的分布在地形上与越东巨型走滑断裂带基本一致,可能与西沙地块、中沙地块、南沙地块从南海北部陆缘向南滑移有关。南沙地块北缘陡直的正断层结构,突显中央海盆是拉裂形成,其基底和中新生代地层与北部珠江口盆地的地层结构可以对比,说明南沙岛礁原属我国华南大陆南缘,后因南海的形成裂离至现今的位置。     

Computation of Wave, Tide and Wind Current for the South China Sea Under Tropical Cyclones

Based on the third-generation oceanic wave prediction model (WAVEWATCH Ⅲ) ,the third-generation nearshore wave calculation model (SWAN) and the mathematical tide, tidal current and cyclone current model, which have been improved, interconnected and expanded, a coupled model of offshore wave, tide and sea current under tropical cyclone surges in the South China Sea has been established. The coupled model is driven by the tropical cyclone field containing the background wind field. In order to test the hindcasting effect of the mathematical model, a comparison has been made between the calculated results and the observational results of waves of 15 cyclone cases, water levels and current velocities of the of 7 cyclones. The results of verification indicate that the calculated and observed results are basically identical.     

利用水文、气象要素因子的变化趋势预测南海区赤潮的发生

有些文献指出:“赤潮发生起因因种而异,但大体上气候气象条件诸如温度、风力、风向,季风转换、气压等;海况、潮汐、流等以及海水的理化特征,如盐度、营养元素等,这些皆会成为某种赤潮爆发的因子或诱导因素[1]”。根据赤潮监控区监测资料分析:在南海赤潮多发区,海水富营养化条件已经具备,因此气象、水文要素条件就成为赤潮爆发的重要启动因子,而天气环流的维持与变化决定了气象、水文要素因子的稳定与变化,再根据赤潮生物培养试验,从初期繁殖到后期的爆发性繁殖,直至达到赤潮生物密度,这一过程一般都需要4~5d的时间。针对这一现象,通过对近10a的赤潮发生个例进行统计分析,统计其生成前期的天气环流形势和水文气象要素,分析出赤潮生成前期的环流模式和筛选出诱发赤潮爆发的重要因子,并依此来作为预报赤潮生成的方法,依照此方法对2003年的赤潮进行预报,其效果是另人满意的。     

南海某海域海洋环境噪声谱级风关特性分析

为探索南海某区域海洋环境噪声谱级与风场的相关特性,结合潜标海洋环境噪声数据及对应海域的海面风场再分析数据,计算各频段噪声级与风速相关系数及线性拟合函数。分析结果表明:400～1 000 Hz频段,海洋环境噪声谱级与海面风速的相关系数在0.5～0.8之间,达到中等相关。1 000～5 000 Hz频段,两者互相关系数大于0.8,达到高度相关。对海洋环境噪声谱级与对数风速的回归分析结果显示,1000～5 000 Hz频段,两者的线性函数关系显著;并且在1 000 Hz附近的拟合斜率最大,海洋环境噪声谱级对海面风速变化的灵敏度最高。     

南海北部波浪特征分析

利用南海北部近海区域(20°36.298′N,110°45.433′E)于2012年至2013年的波浪实测资料,统计分析了其波浪特征,为海洋工程建设和波浪能利用提供基本波浪参数。统计结果表明,南海北部年平均有效波高为1.2m,周年平均十分之一部分大波波高为1.5m,年平均周期4.0s,周年最大平均有效波高为4.97m,周年最大平均十分之一部分大波波高为7.34m,常浪向为E向,次常浪向为ENE向。强浪向为E向,次强浪向为ESE向。     

The final rifting evolution in the South China Sea

Seismic reflection data imaging conjugate crustal sections at the South China Sea margins result in a conceptual model for rift-evolution at conjugate magma-poor margins in time and space.The wide Early Cenozoic South China Sea rift preserves the initial rift architecture at the distal margins. Most distinct are regular undulations in the crust–mantle boundary. Individual rift basins are bounded to crustal blocks by listric normal faults on either side. Moho uplifts are distinct beneath major rift basins, while the Moho is downbended beneath crustal blocks, with a wavelength of undulations in the crust–mantle boundary that approximately equals the thickness of the continental crust. Most of the basin-bounding faults sole out within the middle crust. At the distal margins, detachment faults are located at a mid-crustal level where a weak zone decouples crust and mantle lithosphere during rifting. The lower crust in contrast is interpreted as being strong. Only in the region within about 50 km from the Continent–Ocean Transition (COT) we suggest that normal faults reach the mantle, enabling potentially a coupling between the crust and the mantle. Here, at the proximal margins detachment fault dip either seaward or landward. This may indicate the presence of exhumed mantle bordering the continental margins.Post-rift shallow-water platform carbonates indicate a delay in subsidence during rifting in the South China Sea. We propose that this is an inherent process in highly extended continental margins and a common origin may be the influx of warm asthenospheric material into initially cool sub-lithospheric mantle.On a crustal-scale largely symmetric process predominate in the initial rifting stage. At the future COT either of the rift basin-bounding faults subsequently penetrates the entire crust, resulting in asymmetry at this location. However, asymmetric deformation which is controlled by large scale detachment faulting is confined to narrow areas and does not result in a margin-wide simple-shear model. Rather considerable along-margin variations are suggested resulting in alternating “upper and lower plate” margins.     

The carbonate system in the central South China Sea

The Clements of the carbonate system (HCO3- , CO32-, CO2, ·CO2 and Pco2) in the central South China Sea have been calculated by determining the pH values and total alkalinity of the seawater samples collected at 42 stations, combining simultaneously with the data of the temperatures, salinity and depths. The distributions of their characteristics have been briefly described and discussed. The saturation degrees (Ω) of calcite and aragonite in the studied area have also been evaluated. The ΩcaIc- and Ωarag. in the surface waters are about 5.8 and 3.9, respectively. The saturation depth is about 2200m for calcite and 1200m for aragonite. The lysocline in the studied area probably lies between 3000 m and 4000 m where the saturation degree of calcite is approximately 0.78.     

粤西及琼东北海区悬浮体浓度及海水浊度特征分析

通过对粤西及海南岛东北部海区现场调查,取得了大量悬浮体浓度及海水浊度数据,分析后发现调查海区悬浮体浓度值普遍较低,绝大部分海域为清洁海域。对悬浮体浓度及海水浊度平面图及断面图分析后发现,春夏季粤西悬浮物主要来源于珠江口及琼州海峡,且两处悬浮物在电白外海存在明显的分界,琼东北海域悬浮物主要来自于海南岛及外海。近岸及底层悬浮体浓度及海水浊度具有较好的相关性,浊度能够很好地反映悬砂含量,但是不能反映生物活动及分布状况,如琼东上升流区的生物活动较剧烈,虽然其悬浮物浓度值偏高,但其浊度值并没有明显升高。     

南海一个罗斯贝标准模态的特征与归因

南海是一个准封闭海盆,其本征值问题是理解南海动力学的重要内容。本文利用一种新的泛函工具—多尺度子空间变换,从卫星观测资料中分离得到一个南海本征模态,即罗斯贝标准模态的近似场。发现该模态的周期为6个月左右、波长近250 km,在深水海盆向西传播,这与寿命为3个月左右的南海中尺度涡群体活动特征相一致。在此基础上,本文通过Liang-Kleeman信息流这一严格建立在第一性原理上的定量因果分析工具,探究南海两个最重要外部强迫,即黑潮入侵与南海季风对该罗斯贝标准模态的影响。结果表明二者与该模态均有较强因果关系,但分别影响模态的不同阶段：黑潮入侵主要影响其1/2π和3/2π位相,季风的作用则体现在3/4π位相。二者共同作用,调制该模态在近一个周期内的变化。进一步研究发现,黑潮入侵的过渡态是影响该模态的关键,这时黑潮在南海的分支与流套强度相当,有利于吕宋海峡西部形成不同极性涡旋的排列,从而影响南海内部罗斯贝标准模态。对南海季风而言,冬季风与夏季风的成熟阶段是影响该模态的重要时期,但并非整个南海的季风都发挥作用,泰国湾是季风改变南海罗斯贝标准模态的关键区域,这表明局地的强迫对激发全局模态起作用。     

The South China Sea thermohaline structure and circulation

In this study, we used the Navy' s Master Oceanographic Observation Data Set(MOODS), consisting of 116019 temperature and 9617 salinity profiles, during 1968- 1984 to investigate the temporal and spatial variabilities of South China Sea thermohaline structures and circulation. For temperature, profiles were binned into 204 monthly data sets from 1968 to 1984 (17 years). For salinity, profiles were binned into 12 climatological monthly data sets due to the data paucity. A two-scale optimal interpolation method was used to establish a three-dimensional monthly-varying gridded data set from MOODS, covering the area of 5°-25°N and 105° - 125°E and the depth from the surface to 400 m. After the gridded data set had been established, both composite analysis and the Empirical Orthogonal Function (EOF) analysis (for temperature only) were used to identify the major thermohaline fratures including annual mean, monthly anomalies, and interannual thermal variabilities. The inverted monthly circulation pattern     

南海东部重矿物分布特征及其影响因素

对南海东部 1 88个站位表层沉积物样品 63～ 1 2 5μm粒级重矿物的研究表明 ,重矿物种类有50种 ,最高含量可达 1 2 .82 % ;平均含量较低 ,为 1 .1 1 % ,;矿物组成以普通角闪石、铁锰微结核、磁铁矿、普通辉石为主。重矿物来源复杂多样 ,包括陆源、火山、自生等各种来源的矿物。陆源重矿物多分布在水深 3 50 0 m以浅的北部陆坡 ,主要来源于台湾海峡和台湾岛 ;此外还有经巴士海峡由洋流带入的吕宋岛等的剥蚀物 ,珠江物质对研究区的影响较小。自生沉积矿物主要分布于 1 6°N～ 2 0°N之间的下陆坡区和深海平原 ,其中铁锰微结核富集于沉积速率较低的氧化环境 ,自生黄铁矿则富集于局部还原环境或生物壳室中。火山碎屑矿物主要分布于 1 5°N两侧的深海平原和海山区 ,来源于海底火山岩的剥蚀物和附近弧状列岛的火山喷发物。沉积环境是影响重矿物分布的主要因素。     

利用drifter资料分析南海北部涡旋特征

利用卫星跟踪的drifter表面漂流浮标轨迹资料,对南海北部的涡旋特征进行了时空分布统计分析,特别是卫星高度计资料无法分辨出的次级中尺度涡旋的特征,并初步分析了其动力机理。研究发现南海北部半径小于10km的次级涡旋要占所有涡旋的绝大部分,涡旋平均半径可达11.7km,反气旋涡数量与气旋涡数量之比约为2.6∶1。研究结果可为未来在南海布放drifter浮标提供技术参考。     

南海反气旋涡旋温度细结构特征分析

基于水下滑翔机观测资料,对南海北部一个反气旋涡旋的温度细结构进行了特征分析.温度细结构强度由温度的脉动值确定,并随着尺度的增加呈指数衰减.在垂直方向上,细结构强度随着深度的加深而减弱,细结构特征在海洋表层(0～100m)和表层以下(＞100 m)存在显著区别.表层内,垂向混合和水平混合对细结构强度均有贡献,细结构强度大...