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。     

大河影响下的边缘海沉积有机碳输运与埋藏及再矿化研究进展

大河影响下的边缘海是陆源输入物质的主要储库,也是有机碳埋藏和再矿化的主要场所,在全球碳的生物地球化学循环中有着重要作用。从有机碳的输运、埋藏和再矿化等方面综述了大河影响下的边缘海沉积有机碳生物地球化学研究的最新进展。研究表明,有机碳的来源、组成、粒径和密度分布等显著影响着有机碳的分布特征和归宿,大河影响下的边缘海中移动泥等特殊沉积环境在有机碳的输运、埋藏和再矿化分解等方面发挥了独特的作用;微生物分解作用则是边缘海沉积有机碳,特别是难降解陆源有机碳发生分解的重要因素。综合运用分子生物学、有机地球化学、生物地球化学等多学科研究手段,深入研究特定微生物、浮游生物功能类群等在大河影响下的边缘海沉积有机碳生物地球化学过程中的作用,将极大地丰富对河口和陆架边缘海生源要素生物地球化学循环的认识。     

西北太平洋边缘海的污染

位于海岸带强烈活动区的远东海区的特点是同时受到所有形态污染物质的污染.此外,远东海区处在全球性自然因素,如太平洋金属矿带、火山活动、大量深部物质通过上升流活动区被带出地表和强大的海流的影响下,整个污染物质组合对生物体的共同作用加深了负面的生态影响.     

东亚边缘海区浮游植物春华的纬向与年际变化

Combined studies of latitudinal and interannual variations of annual phytoplankton bloom peak in East Asian marginal seas(17°–58°N, including the northern South China Sea(SCS), Kuroshio waters, the Sea of Japan and the Okhotsk Sea) are rarely. Based on satellite-retrieved ten-year(2003–2012) median timing of the annual Chlorophyll a concentration(Chl a) climax, here we report that this annual spring bloom peak generally delays from the SCS in January to the Okhotsk Sea in June at a rate of(21.20±2.86) km/d(decadal median±SD). Spring bloom is dominant feature of the phytoplankton annual cycle over these regions, except for the SCS which features winter bloom. The fluctuation of the annual peak timing is mainly within ±48 d departured from the decadal median peak date, therefore this period(the decadal median peak date ±48 d) is defined as annual spring bloom period. As sea surface temperature rises, earlier spring bloom peak timing but decreasing averaged Chl a biomass in the spring bloom period due to insufficient light is evident in the Okhotsk Sea from 2003 to 2012. For the rest of three study domains, there are no significant interannual variance trend of the peak timing and the averaged Chl a biomass. Furthermore this change of spring phytoplankton bloom timing and magnitude in the Okhotsk Sea challenges previous prediction that ocean warming would enhance algal productivity at high latitudes.     

日本海地质构造特征

本文主要根据地质，地震，磁力，地热，重力等资料，分析了日本海的地质构造特征。日本海是一个广阔的边缘海，四周被大陆架所围。自东北至西南依次为日本，海盆，大和海脊，大和盆地及马海贫。大和海脊由陆壳物质组成，盆地中心则以洋壳为底。热流值高而变率小，说明日本海是一个成熟的弧后盆地，扩张停止于中新世。日本海在更新世最低海面时，与大洋交换断绝，沉积物中含碳比较丰富，这是一个罕见的特征。     

边缘海形成演化模式研究概述

综合分析了边缘海形成演化模式研究的基本现状，提出了进一步研究了进一步研究边缘海形成演化模式的设想，强调了运用板块-层块构造思想在探讨边缘海形成演化的一般理论模式中的重要性。     

“南海深海过程演变”重大研究计划2012年度学术研讨会在上海成功召开

2012年1月12-13日,国家自然科学基金重大研究计划"南海深海过程演变"2012年度学术研讨会在上海同济大学成功召开。来自中国科学院南海海洋研究所、厦门大学、青岛海洋地质研究所、中国海洋大学、同济大学、国家自然科学基金委等43个国内单位,以及美国缅因大学、美国伍兹霍尔海洋研究所等6个海外单位,共298位专家和学者参加了会议,会议收到口头和展板报告摘要92份,包括3个大会邀请报告和58个分会场口头报告。会议由"南海深海过程演变"重大研究计划办公室主办。     

西藏泽当—罗布莎蛇绿岩的地球化学特征及其构造意义

西藏泽当—罗布莎蛇绿岩是雅鲁藏布江蛇绿岩带的重要组成部分,受控于板块碰撞结合带。该蛇绿岩主要由变质橄榄岩、辉长辉绿岩及玄武岩等组成。变质橄榄岩具有低的A l2O3和CaO含量,以富Mg,贫Ti、∑REE为特征,与世界上典型蛇绿岩中方辉橄榄岩的特征值一致。辉长岩和玄武岩的主量元素、微量元素特征显示其含有洋脊拉斑玄武岩和大洋岛弧拉斑玄武岩的双重成分,其中高场强元素Nb、Ta、Zr、H f等亏损,大离子亲石元素Rb、Sr、Ba等相对富集,具有大洋岛弧玄武岩的特点。辉长岩在球粒陨石标准化稀土元素配分模式图上为LREE亏损的平坦型,无负Eu异常,与洋中脊玄武岩类似。根据上述特征并结合区域地质构造特征,认为泽当?罗布莎蛇绿岩可能形成于边缘海盆地的海底慢速扩张环境。     

渐新世以来的南海沉积量及其分布

对南海张裂以来从渐新世到现代的沉积量进行统计, 进而探讨南海作为边缘海盆地在沉积物分布宏观格局上的特色及其演变过程. 在前渐新世基底之上, 南海海盆接受了1.44×10¹⁶ t的沉积, 其中渐新世的沉积总量最多, 堆积速率最高. 南海沉积物主要堆积在陆架和陆坡上的沉积盆地中, 海盆内无大型深海扇发育, 明显不同于开放大洋, 也不同于小型西太平洋边缘海弧后盆地. 南海沉积物分布格局的形成, 区域性构造运动和全球性气候变化等因素起着显著的控制 作用.     

华南构造演化新思考 兼论“ 华夏古陆”说中的几个问题

华南新元古代到早古生代是扬子活动大陆边缘构造“捕获”的一个边缘海盆地，其间充填了巨厚的复理石、砂、页岩沉积。早古生代晚期发生了福建沿海弧与武夷弧碰撞，这两个弧一起与扬子活动大陆边缘碰撞，产生华南造山作用，使华南边缘海沉积物发生变质作用，产生了强烈构造变形，形成一系列推覆构造和花岗岩浆作用。因此，华南是早古生代形成的造山带，而不是华夏地块（古陆）。但是仍然有学者沿用这个老“术语”———华夏地块，因此，产生了华南是造山带还是华夏地块的争论。专业“术语”反映学者的学术思想体系和今后的研究走向，因此有必要讨论华南的构造属性。还讨论了华夏地块问题，简述了关于地质构造单元命名的基本原则。