1998年夏季南海环流

基于１９９８年夏季的温盐深（ＣＴＤ）和气象观测资料,采用改进逆方法计算了南海海流的流速和流量,并结合声学Ｄｏｐｐｌｅｒ测流（ＡＤＣＰ）资料分析了南海环流特征。结果如下：（１）南海东北部环流最重要的特征是黑潮有一个分支入侵南海,但流量不大。该分支作反气旋式弯曲通过巴士海峡流向台湾以南海域,而没有入侵南海内部;（２）南海北部海区主要受气旋式五流系统所支配,并伴随有两个冷涡;（３）南海中部、西南部海区主     

南海北部跨陆坡运动的模式诊断分析

基于POM诊断模型,用GDEM气候态温盐资料,对南海环流进行诊断计算.结果表明,南海北部普遍存在跨陆坡运动且具有明显空间分布特征.从水平和垂直断面分布可知,较强的跨陆坡运动发生于浅水陆坡和海底地形急剧变化的海区.跨陆坡运动引起近岸陆架与外洋之间的水交换,其输运量估算为:沿200,500和1000 m等深线断面的跨陆坡体积输运年平均值分别为9.4,15.8,-2.1 Sv,热含量输运的年平均值分别为0.78,0.84,-0.22 PW,盐含量输运的年平均值分别为342.5,575.0,-76.0 Gg s~(-1).这3处断面之间水体产生辐聚或辐散,造成显著的跨陆坡输运.跨陆坡运动同时伴随着热盐输运,即有大量的热量和盐分向陆架海区输送,而少量向外洋输送,且沿200和500 m等深线断面的跨陆坡输运存在冬强夏弱的季节差异.200~500 m等深线之间的海区主要为向陆架方向的跨陆坡输运,而500~2000 m等深线之间的海区主要为向外洋方向的输运.陆坡流中跨陆坡运动成分不可忽视,占15%~20%.正压涡度平衡方程逐项分析发现,地形与斜压联合效应项、位势涡度平流项、对流和扩散项对跨陆坡运动起主要贡献.地形与斜压的相互作用是跨陆坡运动产生的主要因素,且在118°E以东区域对跨陆坡运动起显著的增强作用.     

2000年夏季南海西南部环流同化试验

对2000年夏季南海南部进行同化模拟，对比航次资料的分析表明，通过在模式中同化卫星遥感海面高度信息，改善了南海南部流场的模拟结果，减少了由于风应力强迫场误差带来的模式模拟的不确定性，得到了较为真实的2000年夏季南海南部温盐场，为改善海洋环流模拟提供了一条新思路．     

南海南部海区的环流观测研究

以分别代表两个不同季风期考察航次的CTD资料为基础,通过综合分析海水的重力势、温度和盐度等分布,系统地描述了南海南部海区的水平环流结构,提出能概述该海区中、大尺度环流水平结构的上、下二层模式,综合归纳出上层主要流系的分布格局及各自的特征,指出南海南部海区的上层环流主要受季风驱动。此外,还发现并阐述了该海区的两个重要的局部现象——局地涡旋和海洋锋。     

南海北部珊瑚灰度及其反映的华南降水年代际变化

利用1789～1992年南海北部逐年珊瑚灰度与1908～1992年广州逐年降水资料，采用Mann—Kendall法、奇异谱分析、相关分析、合成分析等方法对南海北部年珊瑚灰度的年代际变化进行了分析，并探讨了用珊瑚灰度重建的广州降水时间序列所反映的华南降水的年代际变化特征．结果表明：南海北部珊瑚灰度变化存在明显的趋势项、权重很大的年代际变化和较弱的年际变化．1880年代末存在显著的由正异常到负异常转变的世纪尺度突变，突变前后对应的全球海温差值场是：南海及其附近的北印度洋、中西太平洋大部、北大西洋沿岸为负异常，这种大范围的海温异常分布是与南海珊瑚灰度世纪尺度突变相伴随的．南海珊瑚灰度与广州降水在年代际尺度上存在显著的负相关，用年代际尺度南海珊瑚灰度资料反演的广州年代际降水表明了华南降水年代际变化具有明显的阶段性．对寻找研究华南年代际以上尺度气候变化的代用指标有一定的意义．     

南海北部孤立子内波的一些特征和演

根据１９９８年６月 １４日在南海北部的一次孤立子内波的实测资料,分析它的可能源地,并计算出其相速度、波长等一些特征参数;基于对内波的垂直模态的分析,探讨了该孤立子内波在传播过程中所产生的波致流的特点;利用多因子作用下的规则化长波（ＲＬＷ）方程数值模式,以观测得到的环境参数作为初始条件,模拟了该孤立子内波在南海北部陆架区的传播和演变．     

黄海环流的分析

基于近期几次大型调查所获资料, 结合有关的历史观测结果, 重点分析了冷半年黄海环流的基本状况. 与以往类似研究相比, 首先以更为丰富的实测资料进一步论述了黄海暖流的起源和路径, 并明确指出：黄海暖流并非是对马暖流的直接分支, 而是从济州岛邻近水域由对马暖流水和东海陆架水形成的混合水区中衍生出来的. 黄海暖流的路径有一定的季节和年际变异. 然后, 阐明了近期发现的济州暖流的基本特征及其与黄海暖流的关系. 分析表明, 两支暖流基本同源. 济州暖流主流路径大致位于济州岛西北侧近岸80 m以深水域. 最后, 还以较新的观测资料展示了西朝鲜半岛沿岸流的分布特征. 观测显示, 这支沿岸流大致沿朝鲜半岛西侧40~50 m等深线附近水域南下, 流速则从北向南递增.     

基于11年高度计资料的南海表层环流时空变化

使用11年较高分辨率卫星高度计资料，应用经验正交函数（EOF）分析，得到南海表层环流的空间模态及其时间演变过程．前3个模态呈现明显的季节变化特征，EOF1模态显示出南海海盆大尺度的闭合环流，峰值和谷值分别出现在11月份和4月份；EOF2描述次海盆尺度同向双涡结构，涡旋中心分别位于吕宋岛西面和中南半岛东南外海，峰值和谷值在7～8月份和1月份：EOF3描述南海西部的中尺度涡结构，它在7-9月迅速发展为一个强的气旋涡．季节变化明显的EOF1和EOF3两个模态也受到年际变化的调节，表明南海表层环流年际变化受E1 Nino和南方涛动（ENSO）事件影响显著，特别是1997／1998年强E1 Nino事件明显改变了南海的常态环流结构．EOF分析也显示，南海西边界有一系列气旋和反气旋相间的中尺度涡，呈现季节内变化和年际变化特征．     

末次冰消期印度尼西亚多岛海热传输通道之演变

通过对印度尼西亚多岛海3支深水活塞岩芯的AMS ¹⁴C年龄、氧同位素、浮游有孔虫组合和沉积速率等的研究, 认为末次冰消期印尼多岛海热传输通道的变化呈现阶段性, 冰消期终止期Ⅰ_A(约12.5 kaBP前后)海平面在短时间内快速上升, 望加锡海峡和龙目海峡突然变宽, 温暖的低盐水迅速涌入爪哇海和东印度洋; 终止期Ⅰ_B((9.5 kaBP前后)海平面再次快速上升, 南海与爪哇海开始联通, 南海陆架区低盐水在季风环流的作用下大量涌入印尼海区.     

南海南部12 Ma以来的蛋白石堆积速率与古生产力变化

对南海南部大洋钻探1143站463个样品中生物硅的检测发现，蛋白石含量及其堆积速率在晚中新世（12．3－5．7Ma)明显增加，与总堆积速率及碳酸堆积速率的变化一致，反映了较高的生物生产力，从而证实了晚中新世南海南部发生了一次“生物勃发事件（biogenic bloom event)”，与印度洋－太平洋海区的“生物勃发事件”相。中更新世（约0．7MPa )以来蛋白石含量及其堆积速率的明显增加， 可能与“中更新世革命”事件之后季风环流的增强所造成的上升流和营养供应增加有关。     

南海北缘琼南缝合带的存在

利用南海地区的综合地球物理探测资料，包括多道反射地震、海底地震、重力、磁力资料、古地磁以及钻孔等资料，详细进行了沉积地层学、地震地层学、岩浆岩、变质岩、地球化学、重力学、磁力学、古地磁学及大地构造的综合分析，发现了南海北部边缘存在一条前新生代的古缝合带——“琼南缝合带”．它西起海南岛南部九所一陵水断裂带，向东经南海北部陆坡，与台湾寿丰断层相连．琼南缝合带的缝合时代大致为印支期，为古特提斯主洋盆在南海地区的延伸段——“琼南海盆”的遗迹．该缝合带的形成标志着琼南地块向琼中地块的拼贴．琼南缝合带往西过红河-万纳走滑断裂带南段可与碧土-昌宁-孟连-劳勿-文冬古特提斯主缝合带南延段相连，往东在台湾的东北侧过马尼拉海沟断裂带的北延段则与西南日本隐岐-飞弹（Oki—Hida）前侏罗纪地体群南缘侵位缝合带相连．琼南缝合带的发现，对研究南海海区前新生代大地构造格局和前新生代海相残余-叠加型盆地的油气地质研究具有重要意义．     

南海北部孤立子内波的一些特征和演变

根据1998年6月14日在南海北部的一次孤立子内波的实测资料,分析它的可能源地,并计算出其相速度、波长等一些特征参数;基于对内波的垂直模态的分析,探讨了该孤立子内波在传播过程中所产生的波致流的特点;利用多因子作用下的规则化长波（RLW）方程数值模式,以观测得到的环境参数作为初始条件,模拟了该孤立子内波在南海北部陆架区的传播和演变。     

理想海底地形的南海海洋经向翻转数值模拟

利用一个z坐标刚盖近似海洋环流模式, 分别在吕宋-台湾以东的闭边界和开边界两种情况下, 模拟了理想海底地形(1000 m平底)南海冬季和夏季上层环流的经向翻转(meridional overturning), 目的是为了分析黑潮入侵南海的可能影响范围及其对南海上层环流经向翻转的改变, 并比较这种影响的季节性差异. 模式采用气候平均的海面风场驱动, 热盐强迫采用基于向Levitus气候海面温度和盐度张弛的边界条件. 从模拟结果来看, 黑潮影响南海上层经向翻转的范围可达到10°N左右, 从而驱动南海上层海洋形成一个不闭合的经向翻转. 在冬季(1月份), 海水从大约400 ~ 500 m深处自北向南输送, 并且逐步上升, 在表层返回北部; 在夏季(6月份), 也有类似的情形, 海水从大约150 ~ 200 m深处自北向南输送, 并且逐步上升, 在表层返回北部. 该经向翻转描述了南海中、上层水的运动路径, 为研究南海风生-热盐环流动力学提供了理想化的参考依据.     

南海春季南沙海区上层暖水及其动力机制的数值研究

通过对南海春季（2002年2～5月）南沙海区月平均海面温度的卫星遥感资料及2002年5月的现场实测的CTD资料分析表明，该海域春季位于巴拉望岛西部的上层水体存在着一强度相对较弱的暖水舌，该暖水明显不同于巴拉巴克海峡东南部的冷水，且其相对温差从冬季到春季逐渐减弱．根据现场实测资料，利用P矢量方法对流场进行的计算结果表明，该暖水区所在的流场位于一个反气旋性弯曲的范围内．通过一个单层／两层耦合模式，利用与观测同一时期的风应力卫星遥感资料，来探讨该暖水所对应的反气旋性弯曲流场形成的动力机制．数值模拟结果表明，该反气旋性弯曲很可能是冬季遗留下来的残留反气旋涡，而不太可能是由苏禄海通过巴拉巴克海峡的进入南海的入流所形成．     

南海北部大陆坡区的内潮特征

对1998年5月南海北部大陆坡区一定点观测站21天的海流和温度连续观测资料进行分析，得到观测海区的内潮特征信息．结果表明：观测海区的正压潮和内潮均为混合潮，以日分量最显著，半日分量次之；内潮的K1分潮流振幅最大，达到11cm／s，O1分潮流的略小，最大达到10．3cm／s，两者均为逆时针旋转分潮．在300m深度以下的近底层，内潮呈现明显的周日振荡，等温线垂向平均变幅达到50m，显示了约14天的大潮／小潮周期变化；内潮携带较高的能量，在140m以上水层，内潮平均动能占总平均动能的15％～37％，内潮能量主要集中在跃层附近．     

南海北部外陆架残留砂表面结构及其环境意义

在南海北部大陆架水深约60m以外的外陆架及其外缘,广泛分布着浅灰色或灰黄色以细砂为主的残留砂.前人研究认为,它们是更新世冰期的滨海沉积物.最近,笔者通过对残留砂石英颗粒表面特征的扫描电镜分析,对其成因提出了新认识.     

春季北极涛动对南海气候的影响

利用1979~2013年月降水量和NCEP再分析大气环流资料,分析了春季(3~5月)北极涛动对南海气候变率的可能影响.结果表明,春季南海多气候要素主导模态的时间系数与同期北极涛动指数相关系数达?0.4,超过95%的信度水平,二者反位相的特征在年际尺度上更加明显.当北极涛动指数为正异常时,西太平洋副热带高压减弱,热带西太平洋有异常气旋式环流,南海地区偏南风减弱,南海大部分地区降水增多,北部到华南地区降水减少,北极涛动指数为负异常时情况则相反.北极涛动可由两条途径影响南海地区气候,一是通过青藏高原南侧西风急流的波列,二是通过北太平洋西风急流区南北侧的偶极型环流异常.南海地区环流和气候的异常与这两条途径的相对强弱和配置有关,当高原南侧波列异常偏强同时北太平洋偶极型异常偏弱时,二者共同作用可增强西太平洋副热带高压和南海地区异常反气旋环流,导致降水的显著减少.当北极涛动指数为正异常时,北太平洋偶极型南支的气旋还可触发热带地区海气相互作用间接影响南海气候.     

冬季南海温跃层通风的证据

通过对Levitus气候平均的海洋温度盐度资料分析,在认识南海混合层季节演变特征的基础上,探讨了南海温跃层的结构,揭示了南海北部冬季温跃层通风现象。分析表明,冬季南海北部温跃层的主要通风层次为22．0－23．5的等密面,其下是未通风温跃层。冬季南海温跃层的通风过程伴随着北部混合层的水团在抬头线下沉并向南运动。在水平结构上,上述信号沿着等位势涡度线运动,维持位势涡度守恒。     

印度尼西亚贯穿流与南海贯穿流的相互调制

基于风应力估算和海洋同化数据的分析都表明，印度尼西亚贯穿流与南海（吕宋海峡）贯穿流的年际变化呈反位相，其主要原因是赤道太平洋风场异常强迫．在E1 Nino期间，赤道太平洋的西风异常会使北赤道流增强，其分叉点向北移动；北赤道流对黑潮和棉兰老流的体积输送分配产生变化，黑潮减弱，棉兰老流增强．两支环流的变化会导致在吕宋海峡和苏拉威西-棉兰老通道处出现入隙／跨隙（undershooting／overshooting）现象，即黑潮减弱会导致从太平洋进入南海的水体增加，而棉兰老流增强会导致太平洋进入印度洋水体的减少．La Nina期间，情况与之相反．因此，印度尼西亚贯穿流和吕宋海峡贯穿流的年际变化关系具有深刻的海洋动力学意义．     

福岛核事故泄漏进入海洋的~(137)Cs对中国近海影响的模拟与预测

2011年3月日本福岛第一核电站遭受海啸侵袭,引起大量放射性物质泄漏进入海洋和大气,进入大气通道的放射性物质大部分沉降于海洋上,其中进入大气中的137Cs(总量约13 PBq)有38.5%沉降于日本东部海域,对海洋造成二次污染.本文在POM环流模式中引入放射性物质在海洋中的输运、沉降和衰变的控制方程,建立了一个准全球放射性物质数值模式,模拟并预测了福岛核事故泄漏的放射性物质137Cs的长期输运情况,分析了该泄漏物质通过海洋途径进入中国近海的过程.结果表明:福岛核事故泄漏的137Cs于2013年开始对中国近海海域造成影响,其浓度和影响范围在未来5~6年将逐渐增加,2018年前后黄东海和南海北部的137Cs浓度达到最高值.南海中南部浓度小于黄东海和南海北部,且最大浓度出现时间滞后于其他海域,所有中国近海海区137Cs浓度达到最大值后在自身衰减的作用下逐渐降低;137Cs在中国近海的浓度小于外海,在黑潮外部海域由于黑潮的强流屏障作用会形成一个137Cs浓度高值区;137Cs在中国近海浅水海域上下混合均匀,在深水区上层水体的137Cs(上400 m)浓度要明显大于下层,在南海200~400 m层水体形成一个高值区.