春夏季季风转换期南海南部的异常表层水

对1985－1998年期间的海洋调查温盐深（CTD）资料进行综合分析，发现南海南部春夏季季风转换期存在盐度逆转的异常表层水。实测资料表明，该异常表层水覆盖在南海南部的中部、东部大部分地区。冬季风停止引起苏禄海高温高超国水西向侵入，成为该海区东部近表面异常高盐水的来源之一。海面强的蒸发和表层水弱的垂向混合导致近表面水具有高盐特性，近表面高盐水与其下部保持着冬季遗存的局地低盐水叠置，形成了盐度逆转现象。     

南海混合层年循环特征

通过分析Levitus1994版气候平均温盐资料，得到南海混合层的时空分布特征，剖析了混合层浓度及其内部温度的季节变化规律。资料分析表明：季风通风流场调整对南海混合层的时空分布着明显的影响。这种影响的复杂性在于它不但通过海洋表层Ekman效应来影响混合层深度，而且还通过大尺度环流造成的幅散或辐合来限制或促进混合层深度的发展。研究发现混合层深度与混合层内温度存在着如下关系：夏季最大混合层的形成是28℃等温线与混合层底达到相互贴合的过程；冬季最大混合层的形成是28℃水体完全消失并且等温度线与混合层达到相交最多、相交最为垂直的过程，这时对应着冬季南海北部温跃层的通风；大于或等于28℃的水体总是位于混合层以内。     

夏末秋初南海18°N断面混合层结构特征分析

基于2004-2012年8-9月份南海北部开放航次期间18°N断面的温盐深仪(Conductance Temperature Depth,CTD)观测资料,分析了夏末秋初沿18°N断面的温度、盐度和混合层结构特征及其影响因素。研究发现:南海18°N断面的温度、盐度和混合层特征具有显著的年际变化,并且混合层的深度和其倾斜程度与风速及风驱动的Ekman平流有关,而所有航次18°N断面东侧均出现等温线、等盐线下凹现象,这与夏末秋初吕宋岛西侧海域存在一个反气旋式涡旋活动有关。     

影响南海混合层盐度季节变化的因素分析

通过对1950-2012年的南海混合层盐度数据进行分析,发现影响南海北部和南部盐度季节变化的最主要因素存在很大的差异.在南海北部,影响混合层盐度季节变化的最主要因素是蒸发降水,其次是水平平流.随着逐步南移,蒸发降水对盐度季节变化的影响递减,水平平流的影响逐渐增大;而在南海南部,水平平流的作用超过蒸发降水成为影响盐度的季节变化的最主要因素.在整个南海区域,冬季海水垂直混合变强,混合层变厚,下层高盐海水进入混合层,使混合层海水盐度变高,从而对冬季海水盐度的上升趋势产生促进作用;夏季南海北部混合层底存在上升流,南海东南部由于Ekman输运导致混合层变厚,都会将混合层以下高盐海水带入混合层,使混合层海水盐度变高,从而对夏季海水盐度下降趋势产生阻碍作用,但垂直混合对盐度季节变化的影响不大,远小于蒸发降水和水平平流.     

南海南部上层水体中多孔放射虫的组成与分布特征

通过对2002年5月采自南海南部11个站位的28个浮游分层拖网样品的定量研究,初步分析了南海南部上层水体中多孔放射虫的组成与分布特征。共鉴定出116属221种多孔放射虫,其中泡沫虫目123种,占总种数的55．7％;罩笼虫目98种,占总种数的44．3％。罩笼虫目在个体数量上占优势,罩笼虫目与泡沫虫目个体数量之比平均达1．73。多孔放射虫的属种组成呈现明显的热带暖水动物群的组合面貌,优势种相当突出,其组成与南海中北部海区及其它低纬度大洋相比存在一定差异,反映了南海南部海区独特的多孔放射虫属种组成特征。多孔放射虫丰度在不同水层中因受到不同环境因素的影响而呈现不同的平面分布趋势,惟一相似之处是高值多出现于西南或东北部海区;在垂直方向上基本呈随深度增加而减小的分布趋势,丰度和属种数最高值均出现于0—50m水层,在50m以深丰度和属种数均明显减少。各站位间简单分异度S变化幅度较大,在75—140种之间;而复合分异度H(s)变化幅度较小．在3．5-4．0之间。总体来说分异度值均比较高,表明南海南部上层水体中多孔放射虫种类多样性程度比较高,种群比较繁盛。     

印度洋混合层盐度季节变化机制研究

本文利用Argo盐度、SODA海流量、OAFlux蒸发量和TRMM降水量等数据,采用盐度收支方程定量给出了印度洋混合层盐度的收支,揭示了整个印度洋净淡水通量项、平流项、垂向卷夹项的分布、季节变化特征及其对混合层盐度变化的主要贡献。结果表明,就多年平均而言,平流项负贡献（15.14%）大于正贡献（9.89%）,说明平流输送把低盐水输送到高盐海域,导致印度洋高盐海域混合层的盐度降低。净淡水通量项的分布和季节变化与降水量基本一致,且正贡献（13.70%）大于负贡献（7.81%）,说明净淡水通量项使印度洋的混合层盐度升高（因为多年平均蒸发量大于降水量）。盐度季节变化显著海域的进一步分析表明,6−11月,西南季风漂流把赤道西印度洋的低盐水（相对阿拉伯海高盐水而言）输送到阿拉伯海西部海域,导致该海域的盐度降低。平流输送把孟加拉湾湾口和中部的高盐水带到北部海域,是导致北部海域盐度升高的主要原因。     

春季南海南部上混合层数值模拟与数值实验

采用一维湍动能模式对南海南部的 SST及混合层进行数值模拟和数值试验。结果表明 :TKE模式能够模拟南海南部的海表面温度 SST以及除南海南部 5月中旬以外的上混合层深度随时间变化基本特征。在 5～ 6月 ,SST的日振荡主要依赖于短波辐射的日变化 ,风的混合作用抑制了 SST的日周期振荡。春季夏季风爆发期间 ,南海海面潜热通量和感热通量与短波辐射和风应力相比较 ,是一个对 SST和混合层影响较小的量。在春季南海南部 ,短波辐射作用能使 SST升高的最大值约为 4℃ ;潜热和感热通量能使 SST的下降的最大值为 3℃。风应力对南海混合层深度随时间变化趋势起着决定的作用 ,并能使其深度加深 2 0～ 30 m,而短波辐射则使混合层的深度变浅2～ 3m,潜热和感热通量会使混合层的深度加深 1～ 2 m。在春季南海南部 ,热通量对混合层深度的影响与风应力相比要小得多     

南海南部海域海面温度异常的时空分布特征

基于1982年1月—2006年12月NOAA Optimum Interpolation Sea Surface Temperature（OISST）的逐月平均海面温度（SST）资料,采用经验正交函数分解（EOF）方法分析了南海南部海面温度异常场典型的空间分布形态及其时间变化特征。结果表明,南海南部海域海面温度异常场空间上主要表现为三种典型的分布结构,即以研究区域北部为中心的海盆尺度的单涡结构、东西反相的经向偶极子分布结构和南北反相的纬向偶极子分布结构,这三种分布结构都以2—4年的年际变化周期为主,反映了研究海域海面温度异常与ENSO现象高度相关。此外,研究海域还存在显著的半年和季节内周期变化,这种变化周期主要以南北反相的纬向偶极子分布结构（第三模态）存在,反映了大气动力强迫和热力强迫共同影响的结果。     

人工神经网络方法估算海洋上混合层深度的初步研究

上混合层深度是海洋上层热力结构特征的重要参数.结合南海南部海区一连续温盐深观测站的实测资料和NCEP再分析风场资料,以海洋表层温度和风应力为输入,以温度差值判断方法计算所得上混合层深度为输出,采用BP神经网络和广义回归神经网络2种方法进行训练,建立了南海南部海区的上混合层深度人工神经网络计算模型.实验显示,两种模型仿真结果与温度差值方法计算结果均方根误差分别为3.58m、3.09m,线性相关分别达0.87、0.91,绝对误差分别为2.80m、2.37m,相对误差分别为9.40%、7.40%.这一结果表明,人工神经网络方法精度较高,是一种切实可行的上混合层深度估算方法.     

南海盐度对南海夏季风响应的初步分析

为分析南海盐度对南海夏季风的响应情况,采用1967-2001年共35年的月平均海洋同化数据(SODA)等资料,利用合成等分析方法,探讨了南海上层盐度与净淡水通量、风应力、Ekman抽吸速度的关系以及不同海域盐度对南海夏季风爆发以及季风强度的响应.结果表明,随着南海夏季风建立,南海北部、东部的盐度降低,南部盐度增加.在强季风年,南海北部沿岸、东部盐度偏低,南海南部马来西亚以北海域盐度偏高;弱季风年南海盐度异常分布则为北部、东部盐度偏高,南部盐度偏低.南海上层盐度对南海夏季风爆发和季风强度的响应均与南海的净淡水通量、风应力、Ekman抽吸速度存在密切关系.     

南沙海区晚上新世海水上层结构变化

对南沙海区水深2772m的ODP1143站100～150m井段共101块沉积样品进行了浮游有孔虫分析,结果表明,从3．27Ma到2．55Ma该区表层海水温度逐步降低,温跃层逐步加深,推测是晚上新世北半球冰盖形成过程中,东亚季风相应加强的结果。与此同时,南沙与南海北部的温跃层深度差值不断加大,可能是西太平洋暖池最终形成或加强的表现。3．2Ma前后,表层海水温度和海水温跃层深度都发生了急剧变化,反映出北半球冰盖和西太平洋暖池的发育可能存在一定的相关性。     

南沙群岛海区珊瑚礁灾害性地质分析

珊瑚礁是一种特殊的岩土介质，有独特的灾害地质类型。珊瑚礁灾害地质研究是现代工程地质学的一个新课题。通过珊瑚礁的地质记录研究了内动力灾害地质类型（包括活动断裂、地震和火山活动等）、外动力灾害地质类型（包括海底槽谷与地形突变带、崩塌、滑坡、峰礁与埋藏礁、泥丘、埋藏负地貌等），同时还分析了人类活动对珊瑚礁发育的影响。     

南海南部近50万年来沉积物特点及古环境意义

对南海南部MD05-2897孔沉积物的分析显示,该孔涵盖氧同位素1~12期,底界年龄约为50万年。碳酸钙含量曲线形态基本与底栖有孔虫氧同位素曲线平行,即碳酸钙高值对应氧同位素轻值,呈现典型的大西洋型碳酸钙分布模式。碳酸钙含量在冰消期的高值出现及含量变化均领先于氧同位素,证明低纬海区"碳酸钙泵"对大气二氧化碳浓度和温度的作用。粒度分析显示,3~5 μm组分含量曲线的变化与氧同位素曲线基本平行,说明它主要受海平面升降变化控制,可作为海平面变化的间接指标。而1.5~2.5 μm粒级颗粒主要通过河流的悬浮搬运,直接受亚洲夏季风及其所带来降雨的影响,可间接反映夏季风的强弱变化。南海南部深海沉积中的季风记录具有0.1 Ma偏心率周期,40 ka斜率周期,20 ka岁差和10 ka半岁差周期等丰富的频谱,显示出低纬度海区气候变化对轨道周期的良好响应。     

南海南部海域海底沉积物弹性性质及其分布

报道和分析了12°N以南的南海南部海域海底沉积物弹性参数纵波速Vp、横波速Vs、弹性模量E、体积弹性模量K、压缩系数β、剪切模量μ、泊松比ν和拉梅常数λ,并对大陆架和大陆坡、深海盆的结果进行比较分析。结果表明,海底浅层沉积物声速(纵波速)以低声速为主,高声速沉积物主要在大陆架和个别岛礁区域,低声速沉积物连成一片,高声速沉积物不是连成一片。大陆架海底沉积物弹性模量、体积弹性模量、泊松比和拉梅常数等4项参数比大陆坡海底沉积物要高,大陆坡海底沉积物压缩系数比大陆架海底沉积物要高,剪切模量在大陆架和大陆坡海底上相差不大。讨论了它们之间的关系、平面分布特征及其普遍意义。     

1997年冬季南海南部海区不同天气过程下的湍流通量输送

利用“九五”南沙群岛及其邻近海区综合科学考察 1 997年 1 1月 3— 2 6日期间的走航和定点连续观测获得的大气和海洋资料 ,探讨了调查海区的气象特征 ;使用考虑风速和大气稳定性影响并经高度订正的整体通量输送动力学公式 ,计算了动量、感热和潜热的湍流通量。结果表明 ,与其它天气过程相比 ,降水过程期间无论是大气向海洋输送的动量通量 ,还是海洋向大气输送的感热和潜热通量 ,其值都是最大的。     

GIS辅助估算南海南部天然气水合物资源量

具有低温高压条件的深海是天然气水合物形成的有利场所。从海底天然气水合物稳定分布的赋成条件入手,分别根据Levitus水温数据和Sloan的CSMHYD程序拟合出水温水深方程和相界线方程。假定南海南部温度梯度范围为59—90℃·km-1,得天然气水合物稳定带厚度与水深的关系方程。采用最新的南海南部海底数字地形图数据,在GIS平台上分析得到天然气水合物稳定带的分布图,进而获得南海南部天然气水合物稳定带最大厚度为230—355m,容积为5.7×1013—9.5×1013m3;甲烷量为2.451×1015—4.085×1015m3;资源量为1.729×1013—2.169×1013m3。     

南海南部ODP1143站晚中新世沉积硅藻记录

对ODPl84航次采获的南海南部1143站晚中新世沉积132个样品硅藻的研究表明，晚中新世上部至中部极少或没有硅藻，而底部硅藻丰富。基于Nitzschia marina初现面、Coscin—odiscus yabei的末现面划分出部分的Nitzschia porteri和Coscinodiscus yabei带，1143站的底部年龄应小于11．3MaB．P．.硅藻丰度及大于60μm个体含量的变化反映了南海南部在8．6MaB．P．以前上升流活动很频繁，8．38—8．27MaB．P．期间有较强的活动。硅藻组合的分析表明，1143站311．14、390．92、414．28及439．7—444．68m层位中存在着来自沿岸浅海的浊流沉积；469．98—475．18m层位中存在再沉积现象。