中国物理海洋学研究70年:发展历程、学术成就概览

本文概略评述新中国成立70年来物理海洋学各分支研究领域的发展历程和若干学术成就。中国物理海洋学研究起步于海浪、潮汐、近海环流与水团,以及以风暴潮为主的海洋气象灾害的研究。随着国力的增强,研究领域不断拓展,涌现了大量具有广泛影响力的研究成果,其中包括:提出了被国际广泛采用的“普遍风浪谱”和“涌浪谱”,发展了第三代海浪数值模式;提出了“准调和分析方法”和“潮汐潮流永久预报”等潮汐潮流的分析和预报方法;发现并命名了“棉兰老潜流”,揭示了东海黑潮的多核结构及其多尺度变异机理等,系统描述了太平洋西边界流系;提出了印度尼西亚贯穿流的南海分支(或称南海贯穿流);不断完善了中国近海陆架环流系统,在南海环流、黑潮及其分支、台湾暖流、闽浙沿岸流、黄海冷水团环流、黄海暖流、渤海环流,以及陆架波方面均取得了深刻的认识;从大气桥和海洋桥两个方面对太平洋–印度洋–大西洋洋际相互作用进行了系统的总结;发展了浅海水团的研究方法,基本摸清了中国近海水团的分布和消长特征与机制,在大洋和极地水团分布及运动研究方面也做出了重要贡献;阐明了南海中尺度涡的宏观特征和生成机制,揭示了中尺度涡的三维结构,定量评估了其全球物质与能量输运能力;基本摸清了中国近海海洋锋的空间分布和季节变化特征,提出了地形、正压不稳定和斜压不稳定等锋面动力学机制;构建了“南海内波潜标观测网”,实现了对内波生成–演变–消亡全过程机理的系统认识;发展了湍流的剪切不稳定理论,提出了海流“边缘不稳定”的概念,开发了海洋湍流模式,提出了湍流混合参数化的新方法等;在海洋内部混合机制和能量来源方面取得了新的认识,并阐述了混合对海洋深层环流、营养物质输运等过程的影响;研发了全球浪–潮–流耦合模式,推出一系列海洋与气候模式;发展了可同化主要海洋观测数据的海洋数据同化系统和用于ENSO预报的耦合同化系统;建立了达到国际水准的非地转(水槽/水池)和地转(旋转平台)物理模 型实验平台;发展了ENSO预报的误差分析方法,建立了海洋和气候系统年代际变化的理论体系,揭示了中深层海洋对全球气候变化的响应;初步建成了中国近海海洋观测网;持续开展南北极调查研究;建立了台风、风暴潮、巨浪和海啸的业务化预报系统,为中国气象减灾提供保障;突破了国外的海洋技术封锁,研发了万米水深的深水水听器和海洋光学特性系列测量仪器;建立了溢油、危险化学品漂移扩散等预测模型,为伴随海洋资源开发所带来的风险事故的应急处理和预警预报提供科学支撑。文中引用的大量学术成果文献(每位第一作者优选不超过3篇)显示,经过70年的发展,中国物理海洋学研究培养了一支实力雄厚的科研队伍,这是最宝贵的成果。这支队伍必将成为中国物理海洋学研究攀登新高峰的主力军。     

南海东北部陆架边缘第四纪高分辨率层序地层和沉积体系演化及其控制因素

The northeastern shelf margin of the South China Sea(SCS) is characterized by the development of large scale foresets complexes since Quaternary. Based on integral analysis of the seismic, well logging and paleontological data, successions since ～3.0 Ma can be defined as one composite sequence, consist of a set of regional transgressive to regressive sequences. They can be further divided into six 3 rd order sequences(SQ0–SQ5) based on the Exxon sequence stratigraphic model. Since ～1.6 Ma, five sets of deltaic systems characterized by development of wedge-shaped foresets complexes or clinoforms had been identified. High-resolution seismic data and the thick foresets allowed further divided of sub-depositional sequences(4 th order) of regression to transgression, which is basically consistent with published stacked benthic foram O-isotope records. Depositional systems identified in the study area include deltaic deposits(inner-shelf deltas and shelf-edge deltas), incised valleys, and slope slumping massive deposits. Since ～1.6 Ma, clinoforms prograded from the southern Panyu Lower Uplift toward the northern Baiyun Depression, shelf slope break migrated seaward, whereas the shelf edge of SQ0 migrated landward. The development of incised valleys in the continental shelf increased upward,especially intensive on the SB3 and SB2. The slumping massive deposits increased abruptly since SB2, which corresponds to the development of incised valleys. The evolution of depositional systems of continental slope mainly controlled by the combined influence of sea level changes, tectonic movements, sediment supply and climate changes. Since ～3.0 Ma, relative sea level of the northern SCS had been experienced transgression(～3.0 Ma BP) to regression(～1.6 Ma BP). The regional regression and maximum transgressions of the composite sequences were apparently enhanced by uplift or subsidence related to tectono-thermal events. In addition,climatic variations including monsoon intensification and the mid-Pleistocene transition may have enhanced sediment supply by increasing erosion rate and have an indispensable influence on the development of the incised valleys and 5 sets of deltaic systems since ～1.6 Ma.     

俄罗斯陆架区油气资源的开发前景

对烃类燃料需求的增长和一直升高的陆上储量开发程度,造成了世界海区普查—勘探油气工作的明显加强。众所周知,世界海洋烃类储量集中于中、近东波斯湾的巨型油气田中(66%石油和64·7%天然气);占第2位的是拉丁美洲,该区储量包含于巴西、墨西哥和委内瑞拉的海区油气田中;再就是非     

中日东海划界问题的国际法分析

自2005年5月“春晓事件”发生以来,日本方面以所谓国际法依据和“吸管效应”指责中方侵害其海洋权益,导致中日东海划界问题成为各方关注的焦点。在东海划界问题上,日方主张所谓“中间线”方案,并以所谓“中间线原则是强制性原则”和“专属经济区制度已取代大陆架制度”的论点作为支持其方案的重要国际法依据。文章从国际法的两个渊源——国际条约和国际习惯入手,推翻了日方的这两个依据。     

燕山地区新元古界青白口系沉积层序与地层格架研究

燕山地区是中国新元古界青白口系出露最好、层序较为完整的地区。从沉积特征研究入手,确定了各种沉积相、微相及沉积序列,在区内青白口系划分出4种沉积体系及5种沉积相、12种沉积亚相、16种微相。对副层序的主要类型及其特征进行了分析,结合层序界面和最大海泛面的研究,将区内青白口系划分出3个层序。在层序划分和对比基础上建立了燕山地区青白口纪的地层沉积格架并对其古地理演化进行了探讨。认为燕山青白口纪的沉积为华北陆块上真正的盖层沉积。     

导管架平台拆除过程稳定性及影响因素分析

现有服役海洋平台正逐步走向老龄化,海洋平台拆除成为海洋工程新的经济增长点。针对达到服役年限的导管架平台,基于数值分析方法模拟拆除过程,开展平台在不同拆除阶段和环境载荷等参数下的稳定性及影响规律研究。基于钢结构整体稳定性理论,以导管架平台拆除过程中顶点位移为参考,定义导管架平台拆除作业稳定性指标,提出拆除作业阶段划分方法,通过分析导管架平台在不同影响因素作用下拆除过程稳定性响应,给出拆除作业建议。选取我国南海某4裙12腿进行实例分析,结果表明:主桩腿对导管架平台起决定性承载作用,拆除部分主桩腿后需要引入外部支撑力,以保证拆除作业安全进行;拆除构件越多,来浪方向和环境载荷大小对平台影响越加显著。研究结果可为导管架平台拆除作业提供参考。     

夏季对马暖流区黑潮水与陆架水的相互作用──兼论对马暖流的起源

根据1994年8月28日至9月7日韩国“Onnuri”号海洋调查船获得的CTD资料及在调查期间投放的11个卫星跟踪漂流浮标资料,分析研究了东海东北部黑潮水的分离及其与陆架水的相互作用,进而探讨了夏季的对马暖流的形成过程。     

东海陆架的古河道和古三角洲

基于１９９６年中法东海海洋地质调查电火花单道地震资料,确定了晚更亲世早期和中期长江（黄河）水下三角洲的分布范围和大致时间。中更新世晚期东海陆架为一自西南向东北倾斜的河流冲积平原,晚更新世以来自西北方向的大型河流的三角洲受此控制主要发育在东北部较低地区。东海陆架较大古河道多发育在末次冰期中的亚间冰期（氧同位素３期）。     

惠民凹陷孔店期盆地原型格架对油气成藏的影响

为了准确评价惠民凹陷古近系孔店组的油气资源,研究盆地原型格架对油气成藏的影响是一个重要的方面.首先对盆地的构造演化进行分析,发现受构造演化的影响,孔店组不同时期的厚度(或残留厚度)在凹陷不同部位有所不同,导致主力烃源岩生烃条件发生变化;孔店期原型盆地为北断南超的伸展半地堑,盆地长轴方向整体为近东西向,主要的控制性断层是凹陷北部的边界断层-滋镇断层和阳信断层;通过计算盆地的残余厚度和剥蚀厚度,恢复了原型盆地的厚度,孔二亚段地层向南部斜坡带超覆,发育3个沉降中心,分别位于滋镇和临南洼陷东北部及阳信洼陷,孔一亚段沉积具有继承性,但北东向的滋镇、阳信断层对地层的控制更为明显;沉积中心迁移的结果显示:孔二亚期-孔一亚期沉积中心迁移,对在滋镇和临南洼陷内孔店组地层油气成藏及阳信断层下降盘的储层中成藏有利,但孔一亚期-沙四亚期沉积中心的迁移,对油气在孔一-沙四段储层中成藏不利.     

苏北浅滩养殖筏架附生绿藻入海过程在黄海绿潮形成中的作用

本研究采用现场定量观测为主的研究方法,在2017年5月期间对苏北浅滩竹根沙收紫菜养殖筏架作业过程进行跟踪调查;对养殖筏架绠绳附生绿藻自然脱落和收筏架作业过程人为刮落附生绿藻,以及收筏架作业前后入海的漂浮绿藻生物量进行定量观测。结果表明:筏架绳附生绿藻自然脱落率低,为3.58%±0.78%;收筏架作业过程中绠绳上刮落绿藻生物量为(12±3)kg湿重/根,由此估算2017年整个苏北浅滩刮落的生物量估算可达到万吨湿重;收筏架作业后海域漂浮绿藻生物量是作业前的7.6倍。研究结果进一步明确了收筏架作业过程中人为刮落绿藻是目前筏架附生绿藻最主要的入海方式。刮落绿藻是海水中漂浮绿藻的主要来源,其生物量对南黄海绿潮的规模大小有重要的影响。研究结果为绿潮防控措施的制定和实施提供科学依据。