本文利用2006年冬季浙闽近海海域的海洋调查资料分析浙闽沿岸水的空间结构特征; 利用2001年冬季、2002年春季和2002年秋季台湾海峡的CTD调查资料以及闽粤沿岸的三沙、北茭、平潭、崇武、南澳海洋站的盐度资料阐明浙闽沿岸水的生消过程。结果表明, 浙闽沿岸水分布于浙闽沿岸海域, 其东边界大体与浙闽岸线平行。浙闽沿岸水的东边界与浙闽沿岸的平均距离约为55.8km, 最大距离约为94.5km。浙闽沿岸水的影响深度从浙江的钱塘江口南岸往南逐渐加深, 至福建的闽江口外海达到最大值(42.0m), 然后逐渐变浅。9月, 浙闽沿岸水开始产生并影响到三沙和北茭, 但还没有到达平潭; 10月, 已经影响到崇武; 11月至翌年2月最强盛, 其南部可到达福建的东山岛至广东的南澳岛附近海域; 3月至4月逐渐减弱; 5月, 北撤至平潭岛附近海域; 6月, 基本消失。

海滩是人们海滨旅游首选目的地, 具有重要的旅游经济价值。裂流是海滨旅游的潜在威胁, 已经造成了重大的生命和财产损失。本文基于Ω-RTR海滩状态模型(Ω为无维沉降速率参数, RTR为相对潮差)提出了海滩裂流风险评价方法, 在收集华南沿海51个海滩波浪要素、潮差、泥沙粒径等地形动力要素的基础上, 对海滩裂流风险进行了初步评估。结果表明福建南部岸段、粤东的汕尾岸段、粤西的阳江、茂名岸段、海南的东部岸段和南部岸段裂流风险最大。通过与遥感图像和有关的报道比较, 探讨了评估结果的合理性。本文结果可为海滩浴场的选址和管理提供参考, 但对具体海滩裂流风险评估还需做更多现场观测。

文章利用海表流速得到的拉格朗日拟序结构(Lagrangian coherent strctures, LCSs), 并结合漂流浮标轨迹资料, 分析吕宋海峡附近水域表层环流和水输运特征。结果显示, LCSs能够很好地描绘吕宋海峡附近水域的表层水体输运结构, 解释了浮标运动轨迹的变化。冬季, 吕宋海峡附近水域存在着条带状LCSs, 以东南-西北走向由太平洋穿过吕宋海峡进入南海; 夏季, 跨海峡的LCSs在形态上转变为西南-东北走向, 并由南海经吕宋海峡进入太平洋。LCSs形成的输运通道与壁垒揭示了吕宋海峡水交换季节变化的原因, 太平洋与南海表层水主要沿着以上两种形态LCSs构成的输运通道进行交换。

黄色物质是中国近海水体光学特性的重要影响因素。基于在中国近海海洋光学调查中获取的895个站位的黄色物质吸收系数数据, 对黄色物质吸收光谱经验斜率(S_g)进行了分析, 研究表明: 1. 中国近海S_g的范围在0.0066~ 0.0284nm^-1之间, 在大部分研究海区S_g呈现正态分布趋势, 全海区S_g均值为0.0142nm^-1, 标准差为0.0044nm^-1; 2. 中国近海黄色物质组分受陆源和海源共同影响, 不同海区S_g表现出一定的差异; 3. S_g与a_g(440)仅在两个海域表现出一定的弱负相关性, 在其他绝大部分中国近海海域, 两者的相关性较弱。

白云凹陷位于南海北部被动大陆边缘, 断裂发育, 对油气的运聚成藏具有重要意义。研究表明, 始新世至早渐新世的断陷活动控制了烃源岩的发育, 晚渐新世至中中新世的断层活动控制了储层的分布, 晚中新世后的断层活化则影响了盖层和圈闭的展布。综合考虑泥岩涂抹作用和断裂活动性, 并结合最新勘探研究成果, 运用盆地模拟系统模拟研究了两条过井剖面, 结果表明: 白云凹陷断裂活动期次与排烃期次形成了较好的耦合关系, 主要的耦合期为23.8~16.5Ma和13.8~10.5Ma; 其中, 生烃增压作用可能强化了18.5Ma时期的断裂活动; 当活动断裂处于开启状态时, 形成了良好的垂向运移通道; 平静期的断裂则倾向于封闭, 限制了油气的垂向运移; 与单独考虑断裂活动性相比, 泥岩涂抹作用能更好地反映静止期断层的封堵特性; 另外, 模拟预测显示白云深水区的南部断裂发育区具有更好的成藏条件, 易形成大型油气藏。

2013年11月~2014年2月间, 在广东汕头南澳岛的野外调查过程中采集到一种丝状红藻, 经鉴定为岩生多管藻绒毛变种Polysiphonia scopulorum var. villum(J. Agardh)Hollenberg, 其主要特征为: 1. 藻体大量密集丛生于岩石上, 呈绒毛垫状; 2. 藻体小, 由匍匐枝与直立枝构成, 直立枝高度不超过1cm; 3. 直立枝分枝少或不分枝, 枝端顶细胞钝圆; 4. 假根由围轴细胞中部向外突出产生, 不被侧壁切割; 5. 毛丝体少量且较短, 1~3叉, 脱落后留下的痕细胞明显; 6. 囊果长卵形,有喙; 7. 精子囊枝由毛丝体原发育形成, 螺旋排列于枝端, 圆柱状, 无不孕顶细胞; 8. 四分孢子囊4-6-(10)个微螺旋状直长列, 球形, 其孢子囊盖细胞为2个。该种在南中国海为首次记录。为了精细观察藻体的内部结构, 摸索出了一套“染色-压片”方法, 以方便对此类属种的解剖学结构观察与分类研究。通过对该藻形态学及四分孢子囊的发育进行详细观察, 丰富了该物种的形态学知识, 扩展了其地理分布等信息。

文章以中国南方常见的紫菜属物种长紫菜Pyropia dentata、坛紫菜P. haitanensis和皱紫菜P. crispata叶状体为研究对象, 通过测定藻体叶绿素a、类胡萝卜素、藻红蛋白和藻蓝蛋白含量, 以及光化学量子产量、总抗氧化能力和二苯基苦基苯肼(diphenyl picrylhydrazyl, DPPH)自由基清除率, 研究了这三种紫菜对高温胁迫(26、29、32℃)的生理响应。研究结果显示, 高温胁迫造成了三种紫菜色素含量的降低, 藻体外观逐步出现了发红、发白、变透明的现象; 高温导致了三种紫菜最大光化学量子产量和实际光化学量子产量的下降, 29℃和32℃下的降低更是达到了极显著水平; 长时间(>3d)的高温胁迫也导致了紫菜总抗氧化能力和DPPH自由基清除能力的降低: 32℃下, 坛紫菜和长紫菜在第3d就开始死亡, 皱紫菜也无法存活6d。相对而言, 皱紫菜耐高温能力最强, 长紫菜次之, 而坛紫菜受高温胁迫的伤害程度则最严重, 可见皱紫菜和长紫菜具有在中国南方沿海推广栽培的潜力和优势。

本研究通过控制区序列片段, 分析来源于浙江东极(DJ)、广东澳头(AT)及海南万宁(WN)海域3个黑棘鲷Acanthopagrus schlegelii野生群体间的遗传多样性、遗传结构及群体历史动态。D-loop基因序列测定结果表明, 3个群体88个个体长序列长度范围为715~716bp, 共定义了59个单倍型, 单倍型多样性0.949~0.985, 核苷酸多样性0.0068~ 0.00901, 表明选取的3个野生群体都具有较高的遗传多样性水平; 由AMOVA分析结果可以看出, 东极与澳头2个群体的遗传分化较为明显, 其余群体间则无明显的遗传分化; 构建的单倍型邻接关系树显示出3个群体未有明显的谱系结构, 从而支持了可将黑棘鲷南方群体归为同一个管理单元的观点; 中性检验及核苷酸不配对分布表明黑棘鲷经历过更新世晚期的群体扩张事件。地理历史事件、海流及人工增殖放流的影响可能是黑棘鲷各群体现有的遗传多样性和遗传结构的主要原因。

根据2010~2013年8个航次南海深水延绳钓探捕调查结果, 用渔获率和单位捕捞努力量渔获量(catch per unit effort, CPUE)作为鱼类资源数量分布的指标, 对渔获种类、数量分布、季节变化作了定量分析。结果表明, 南海深海区深水延绳钓渔获种类有33种, 其中大眼金枪鱼、斑点月鱼、帆蜥鱼、大青鲨、凹尾长鳍乌鲂、箭鱼等6种鱼类占总渔获重量的75.56%; 帆蜥鱼、蛇鲭、凹尾长鳍乌鲂、黑魟、大眼金枪鱼等5种鱼类占总渔获尾数的82.59%。渔获种类组成季节变化不大, 冬季长鳍金枪鱼、箭鱼、异鳞蛇鲭渔获量相对增多。四个季节中均以南沙中西部海域的渔获率较高。春、夏季节南沙中西部海域的CPUE较高, 秋季西沙西部海域的CPUE较高, 冬季海南岛东南部海域的CPUE较高。延绳钓捕获的鱼种按渔获水深可划分为浅水鱼种和深水鱼种两大类群, 其中87.33%的渔获物出现在水深80~280m。与南海以往的生产和调查结果相比, 本探捕的金枪鱼渔获率较低, 未达到商业生产的要求, 可能原因是: 1)探捕时未能把握好中心渔场; 2)未选用针对性强的渔具渔法。建议加强南海深海渔业资源的调查和捕捞技术的研究。

珊瑚礁反射率特征识别工作的开展, 将促进遥感技术在珊瑚礁监测与管理中的应用。国外已有学者对特定区域不同珊瑚礁底质反射率进行识别分类, 而我国珊瑚礁反射率特征研究尚未见诸报道, 亟须相关研究来弥补这一空白。文章以南海三亚湾鹿回头海域常见风信子鹿角珊瑚Acropora hyacinthus为主要研究对象, 利用光谱仪测量其反射率。分析发现健康风信子鹿角珊瑚反射率在575、605、650nm处出现特征波峰; 死亡风信子鹿角珊瑚反射率明显高于健康风信子鹿角珊瑚反射率。利用大型多元统计软件PRIMER 6对健康风信子鹿角珊瑚、死亡风信子鹿角珊瑚、珊瑚礁底砂进行Bray-Curtis相似聚类(CLUSTER)分析, 结果显示, 在80%相似水平上可以对其进行区分。一阶导数分析表明健康与死亡风信子鹿角珊瑚敏感波段为490~560nm。

采用多种色谱和波谱技术从无瓣海桑(Sonneratia apetala Buch. Ham)果实的95%乙醇提取物中共分离鉴定了16个化合物(1~16a/16b)。其中, 甾醇类化合物1个, β-谷甾醇 (β-sitosterol, 1); 三萜类化合物1个, 白桦脂酸 (betulinic acid, 2); 酚酸类化合物8个, 顺式异扁柏脂素 (cis-hinkiresinol, 3)、4°-甲氧基顺式异扁柏脂素 (4°-O-methyl-cis-hinokiresinol, 4)、香草酸 (vanillic acid, 5)、没食子酸甲酯 (methyl gallate, 6)、3-甲氧基没食子酸 (3-O-methyl gallic acid, 7)、丁香醛 (syringaldehyde, 8)、丁香酸 (syringic acid, 9)、对羟基苯甲酸甲酯 (methylparaben, 10); 苹果酸酯类化合物9个, 4-ethoxy- 3-hydroxy-4-oxobutanoic acid (11)、苹果酸二甲酯 (dimethyl malate, 12)、苹果酸甲基乙基酯 (ethylmethyl malate, 13a/13b)、苹果酸乙基正丁基酯(butylethyl malate, 14a/14b)、苹果酸二正丁基酯 (bibutyl malate, 15)、苹果酸甲基正丁基酯 (butylmethyl malate, 16a/16b)。化合物14a/14b为新化合物; 化合物11为新天然产物; 化合物3~16a/16b为首次从无瓣海桑植物中分离得到; 化合物3、5~16a/16b为首次从海桑属植物中分离得到。

利用反转录PCR和RACE法获得稀杯盔形珊瑚 Galaxea astreata的铜锌超氧化物歧化酶(copper-zinc superoxide dismutase, CuZnSOD)基因 cDNA全序列, 大小为730 bp。5°非编译区(5°-UTR)为111 bp, 3°-UTR为188 bp, 开放阅读框(open reading frame, ORF)长度为471bp, 编码156个氨基酸。编码的目的氨基酸序列中含有两个CuZnSOD蛋白家族信号, Cu²⁺分别与His49、His51、His66和His123配位, Zn²⁺则与His66、His74、His83和Asp86配位, Cys60和Cys149之间形成唯一的链内二硫键。SignalP 3.0 Server预测并未发现信号肽, TMHMM Server v. 2.0预测不存在跨膜结构, PSORT II Prediction预测位于细胞质的可能性为56.5%, 推测可能是胞内CuZnSOD。本研究结果为进一步揭示造礁石珊瑚的抗氧化分子机制奠定了基础。

文章通过BP神经网络模型, 利用西沙站的实测潮位推算三亚站潮位, 研究用一地点的潮位资料去推算另一地点(异地)潮位的方法。文章比较了不同隐含层节点数和输入因子对潮位推算结果的影响, 采用预测时间(t)之前N个小时(t-N+1, …, t-1, t)西沙站的实测潮位数据作为输入因子, 输入因子数目在2~10之间, 隐含层分别采用节点数3、4、5、10和15建模, 分多种情况进行推算。结果显示, 对文中使用的特定情形, 隐含层为4个节点的效果最好, 隐含层为15个节点的效果最差; 输入层为2个节点的效果最好, 输入因子增多会使得推算效果变差。隐含层为4个节点、输入因子为t-1、t时刻潮位的仿真验证的结果最好, 推算值和实测值之间的相关系数为0.9901, 均方根误差为0.06m, 误差在-0.16~0.15m之间。结果表明, 如果两个地点的潮位具有物理上的关联, 通过BP神经网络模型, 用一地点的实测潮位推算另一地点潮位的方法是可行的。

2012年第11号强台风“海葵”(Haikui)在宁波象山沿海登陆后, 穿过象山港向西北移动。利用布放在象山港内的海洋监测浮标获取的气象、水质等实时监测数据, 通过对地形及台风过境特点的分析, 就“海葵”过境期间浮标应对台风影响的可靠性进行了探讨。结果表明: 1)台风“海葵”过境期间, 象山港海面受风应力驱动产生近惯性振荡, 引起海水搅动, 使水温下降; 浮标实测气压持续下降, 台风登陆2h后才回升; 风速和降雨量呈波动变化, 台风风暴增水及径流使象山港水量、水深增加, 水温下降, 盐度减小, 水体浊度增大。2)江、浙、皖的地形特征使台风强度逐渐衰减, 在其过境期间, 近惯性振荡持续时间较短, 未对象山港海洋监测浮标产生大的影响, 浮标基本没有发生位置偏移。3)象山港生态监测浮标的抗风能力达到了设计要求, 是一个比较稳定的实时监测系统。象山港可以作为台风影响期间浮标的避风港。

利用云南地区32个站日降水量资料、NCEP/NCAR月平均大气环流资料和ERSST V3b的海表温度资料, 利用合成分析、相关分析等方法, 研究了影响云南雨季降水的太平洋-印度洋海温分布模态, 并讨论了ENSO和热带印度洋偶极子(IOD)对云南雨季降水多寡影响的相对重要性, 最后讨论了太平洋-印度洋海温分布型对云南雨季降水影响的物理机制。结果表明, 热带太平洋ENSO和 热带印度洋IOD对云南雨季降水多寡均有影响, 但是热带印度洋IOD的影响更为重要。当热带西印度洋海温偏高明显(IOD正位相)时, 在热带印度洋上有一偏东风, 热带西印度洋上为一气旋性距平环流, 其上的印度洋的暖湿气流向北进入大陆, 然后经由高原南侧并由北向南进入孟加拉湾, 从而抑制了孟加拉湾南支槽的发展和孟加拉湾暖湿空气向我国云南地区的输送, 使得云南上空为水汽通量辐散区, 降水偏少; 当热带印度洋海温偏低且热带印度洋东西海温梯度表现为IOD负位相时, 热带印度洋上没有偏东风, 孟加拉湾槽偏强, 向我国云南地区的水汽输送也偏强, 云南上空为水汽通量辐合区, 降水偏多。

大亚湾核电站运行以来, 其温排水造成了局部区域海水明显升温, 区域浮游植物群落结构也发生显著改变。为研究海水升温对浮游植物群落结构及光合活性的影响, 于2013年夏季采集大亚湾核电站温排水区域浮游植物, 进行室内升温胁迫和恢复培养, 每天观测其群落结构和不同粒级(小型、微型、微微型)浮游植物光合活性的变化。结果表明, 升温实验中, 3个处理组(35℃、33℃、29℃)在培养前期均是硅藻占优势, 在培养后期变为蓝藻(念珠藻Nostoc sp.或微囊藻Microcystis sp.)占优势; 高温处理组(35℃和33℃), 前2天浮游植物生物量均持续增加, 最大光量子产量基本恒定在正常状态, 而后均开始下降, 且35℃下降幅度较33℃高, 培养过程中小型和微型浮游植物的生物量与光合活性均大于微微型; 29℃对照组中, 不同粒级浮游植物生物量和光合活性与实验前相差不大。恢复实验结果显示, 虽然受到高温胁迫, 排水口小型和微型浮游植物在正常温度(29℃)和较低温度(25℃)下均可恢复到正常光合水平, 而微微型浮游植物的恢复活性相对较低。总体而言, 35℃和33℃均对浮游植物造成了高温胁迫, 35℃的胁迫效应更为严重; 小型和微型浮游植物的高温耐受能力及相应的受损恢复能力均高于微微型。由此推测, 在大亚湾核电站温排水区, 短期高温刺激造成的浮游植物光合损伤在其被带离高温区后可得到恢复, 甚至可促进浮游植物快速生长。

研究分析了南海南部海域不同粒径浮游动物春季和夏季的生物量和氮稳定同位素特征。结果表明, 海域大部分站位春季浮游动物生物量高于夏季(p<0.05), 而夏季在西南陆架区生物量出现极高值(受西南陆架上升流影响), 拉高了夏季的均值。根据粒径将浮游动物分成3组, 分别是大于500μm组(大型)、380~500μm组(中型)和180~380μm组(小型)。大型浮游动物生物量在夏季的比例更高, 而中型和小型浮游动物在春季的比例更高。春季浮游动物氮稳定同位素δ¹⁵N值高于夏季, 大部分站位大型浮游动物的δ¹⁵N值高于中型, 而小型浮游动物的δ¹⁵N值最低。广义加性模型(GAM)分析显示, 小型浮游动物δ¹⁵N值受环境和生物因子的共同影响非常明显。

海洋天然气水合物与深水油气共生关系研究对深水油气藏的勘探与开采、海底滑坡诱因评价以及全球气候变化和碳循环的重新认识具有重要的理论和实际意义。文章梳理了气源、封盖和遮盖侧储3种共生关系的主要研究进展, 概述了南海北部深水区水合物与油气共生研究现状, 结果表明,深部烃源岩或热解油气藏对浅部水合物成藏的气源供给多未充分评价; 除极少部分地区外, 下伏气藏的资源潜力不乐观; 多数情况下, 水合物层不是高质量的封盖层, 难以形成有效圈闭, 当其联合构造圈闭、地层圈闭、岩性圈闭或冻土层圈闭等时, 可能形成相对有效的复合圈闭。今后的共生关系研究中可关注亚生物气和原油降解气对水合物气源的贡献,以水合物层中的断裂区为切入点来揭示水合物层的封盖机理。

对南海北部陆坡Site4B站位末次冰盛期晚期至全新世(30~120cm)长链脂肪醇分布及碳同位素组成进行讨论, 结果表明, 长链脂肪醇碳优势指数(CPI, 10.49~24.56)、平均碳链长(ACL, 28.91~29.99)以及平均碳同位素组成(-28.85± 0.97‰~-32.92±1.38‰)均反映了陆源C₃植物来源, 代表了沉积物中陆源输入。Site4B站位末次冰盛期末至晚更新世末(65~102cm, 19.343~11.636ka BP)普遍较低的陆源输入均响应了大规模的冰融水事件19ka-MWP、MWP-1A、MWP-1B (melt water pulse, MWP)和暖气候事件(B/A事件), 不具冰期/间冰期旋回变化特征。在末次冰盛期晚期(102~120cm)和全新世(30~60cm, 10.490~约7.104 ka BP)陆源输入的旋回变化均反映了加强/减弱的冬季风/夏季风旋回变化, 其中在末次冰盛期晚期记录一次冬季风最强事件, 在早全新世至9.940ka BP记录一次夏季风最强事件。通过Site4B站位末次冰盛期末至晚更新世末(19.343~约11.636 ka BP)千年尺度陆源输入分布特征和全球冰期/间冰期旋回气候变化的对比, 发现不具明确的区域对比性, 可能受到低纬地区局地环境的作用所致。

利用海底地震仪(OBS)进行探测时, 一般采用自由下落的方式将OBS布设在海底。由于海流和海底地形的影响, OBS的位置一般都偏离设定的位置。OBS重新定位是OBS数据处理的基础, 不正确的位置信息将导致错误的观测系统信息, 从而影响后续的处理效果。直达水波包含了OBS的位置信息, 一般利用直达水波的走时, 采用最小二乘的方式来确定OBS的实际位置。炮点位置精度、放炮时间延迟、炮点分布方式、OBS时钟漂移、走时拾取误差以及海水速度变化等因素都会影响重新定位的精度。文章采用数值方式研究这些因素对重新定位精度的影响, 并对东沙群岛海域实际的OBS站位进行精细重新定位。数值结果表明, 直线排列的炮点不能很好地反演出OBS的位置, 应该采用十字或者井字分布的炮点; 在偏移距小于10km时, 海水速度结构的精度对重新定位的影响可以忽略; 对OBS重新定位影响最大的是由放炮时间延迟、时钟漂移以及走时误差共同构成的右端项误差, 5ms的右端项误差可引起40m左右的偏差。实际数据重新定位的结果较好, 符合数值研究的结果。

目前有关阻力及空间状态的理论计算和模型试验基本上针对单个水下拖体, 而对多缆地震船各类拖体的综合受力和姿态则较少受到关注。为方便施工团队在海上快速预测拖体的状态, 在国内外学者对水下拖体的流体阻力研究基础上, 分析多缆地震船水下拖体的结构和流体阻力特征, 提出简化的阻力计算及横向姿态预测方法。文章以常用的多缆地震船拖体配置为例, 得到的估算结果与实际的作业状态较为吻合, 证实了该方法的有效性。

为了研究渤海—山东半岛—南黄海一线的深部构造特征, 利用海区气枪震源和陆区爆破震源探测, 于2013年在胶东、渤海和南黄海布设了一条海陆联合深部地震探测剖面。海陆联测剖面包括渤海和南黄海两条海底地震仪(Ocean Bottom Seismometer, OBS)测线和一条陆上地震测线, 是首次在南黄海地区布设的OBS深地震测线。文章对南黄海段测线上的海底地震仪数据进行了数据预处理, 其中包括地震数据解编处理、截裁处理等, 结果表明, 此次实验海底地震仪记录质量良好, 可以清晰地识别出Ps、Pg、PmP等多组震相, 还首次观察到了来自千里岩隆起带上的P波震相, 说明数据处理流程是可行的; 再结合地质地球物理资料, 初步分析了南黄海不同构造单元的震相特征, 为下一步地壳速度结构的模拟及解释工作奠定了良好的基础。

近年来的研究表明, 海洋中天然气水合物的成藏和分布受温度的影响较大, 一些海域中的天然气水合物资源与地热资源同时存在, 且有一定的分布规律。文章提出在利用地热开采天然气水合物基础上把两种资源结合起来利用, 并对天然气水合物和地热资源的组合评价进行了相关的方法研究; 参考组合评价相关经验公式, 建立了组合评价的模型, 并应用在实例中。通过实例应用, 丰富了该开采方法的可行性论证, 并对圈定的两种资源的综合利用的远景区进行了评价。

利用第五次耦合模式比较计划(coupled model intercomparison project phase 5, 简称CMIP5)中的月平均资料, 基于合成分析、相关分析等现代气象统计方法, 对热带太平洋、印度洋和大西洋年平均海温增暖不均匀特征及其成因进行分析。9个海洋模式集合的平均结果表明: 在全球增暖背景下, 3个热带大洋的海温增暖均表现出不均匀性, 且增暖原因存在较大差异。热带太平洋赤道及其以北地区以海洋动力作用为主, 赤道以南地区则以大气热力作用为主, 而且海水上翻/下沉运动对海温增暖的作用在东、西太平洋之间存在明显差异; 热带印度洋大面积海域的海温变化难以通过海气热通量交换来解释, 海水上翻/下沉运动与温度平流对海温增暖的作用比较一致(二者同时利于海温增暖); 热带大西洋赤道附近地区的海温增暖是表层温度平流和上翻/下沉运动共同作用的结果, 赤道以北的大西洋海温变化则以温度平流的作用为主, 而赤道以南的大西洋海温的变化主要是海水上翻/下沉作用引起的。

本研究采用漂流浮标数据、多种卫星数据及全球高分辨率的温盐剖面数据, 探讨海洋近表层流和上层温盐对1215号台风“天秤”的响应。在距离强台风“天秤”中心的50km处测到了2.3m•s^-1的近表层流速, 但在其他类似情况下测到的流速却不足1m•s^-1, 表现出较大的差异。其原因为: 位于冷暖水团交汇锋面区的漂流浮标流向多变, 因而平均流速较慢。此外, 在强台风过境后1~2d过境轨迹的两边和强台风过境后5~6d过境轨迹右边的海洋上层均发生了强烈的垂直混合, 使得温度降低, 盐度增加; 混合层以下均表现出明显的上升流特征, 说明台风的气旋式应力引起了海洋温跃层的强烈抬升, 对上层海洋起到“冷抽吸”的作用。

在海洋内波多发区, 海底地形变化是影响海洋内波生成、传播和演化的重要因素。本文基于不可压缩原始N-S方程, 在非静压近似条件下, 通过建立适应于非线性海洋内波研究的非静压海洋动力学模型, 并将其应用于正压潮驱动下的内孤立波生成和传播的数值模拟研究。根据模拟结果, 研究了一类单海脊地形拓扑结构变化对内孤立波生成和传播的影响; 分析并讨论了地形拓扑结构参数变化与生成的内孤立波传播至特定位置的抵达时间、强度等特征参数之间的变化关系; 提出内孤立波生成之前在海脊一侧形成“L-下陷”结构的观点, 并揭示了与该观点相合的能量“积聚”和“释放”机制。

使用最优插值的1/4°逐日海温再分析资料(NOAA OISST V2.0)逐日海温资料研究了热带不稳定波(TIWs)的年际变化特征及其与厄尔尼诺与南方涛动(ENSO)的关系。结果表明: TIWs一般在每年的5~7月开始出现, 在11~12月末或次年1月末消亡。TIWs和ENSO存在负相关关系, 即在ENSO暖位相年(厄尔尼诺年), TIWs强度减弱; 在ENSO的冷位相年(拉尼娜年), TIWs强度增强。进一步分析表明, 在TIWs活跃的6~12月, 其与ENSO存在很好的负相关, 且相关性在12月最好。对TIWs和尼诺3.4区指数(NINO 3.4) 海表面温度距平(SSTA)进行超前滞后相关分析, 发现在TIWs超前ENSO 2~3个月时两者的相关性最显著, 这意味着TIWs可能对ENSO循环具有调控作用。

热带扰动是热带地区重要的天气系统, 可能有机会发展为热带气旋。文章利用卫星遥感和再分析资料对比了南海能够发展和不能够发展为热带气旋的热带扰动的特征差异。结果表明: 南海发展和不发展热带扰动的时空分布具有显著的区域性和季节性; 发展的热带扰动具有更慢的移动速度和更长的持续时间。比较热带扰动对应的气象因子, 结果显示决定南海热带扰动能否发展的关键气象因子包括: 850hPa相对涡度、垂直风切变、850hPa与500hPa大气温度差、向外长波辐射(OLR)和中层大气相对湿度, 并且利用这些关键气象因子构建了判别南海热带扰动能否发展的预报方程。研究结果有助于提高我们对南海热带扰动发展和热带气旋生成的早期预报能力。

西沙群岛中新世以来广泛发育生物礁, 记录了大量的构造活动信息。利用在西沙群岛海域取得的单道地震剖面结合前人研究成果, 对该区构造运动和活动性进行了研究。研究结果表明: 西沙群岛周缘发育多NE-NEE、NW向深大断裂, 地块上发育NE、EW向断裂; 这些断裂与先存断裂位置基本相同, 受多期构造运动的影响多次活动, 常伴有火山活动, 一些火山出露海底数百米; 西南次海盆扩张对中—西沙地块NW向挤压, 使西沙群岛处于挤压环境; 沿EW向断裂南北两侧地层变形表现出鲜明差异, 两侧地层向相反方向逆冲, 北侧地层变形较大, 说明两侧地层处于不同的构造环境; 西沙群岛更新世火山活动停止后, 构造趋于稳定, 仅部分断裂现今仍活动。

文章采用基于特殊处理数据的叠后谱反演方法对南海北部陆坡神狐海域的含水合物沉积层厚度进行预测。正演模拟结果表明, 谱反演技术可以精细识别异常地质体, 获取高分辨率的反射系数剖面。结合研究区高信噪比地震资料, 基于频谱分析, 发现在频率剖面上含水合物沉积层主要表现为低频高能、高频低能或高频盲区之上的低频低能、高频高能或高频低能区, 含水合物沉积层顶底界面均存在频率异常, 且含水合物沉积层底界衰减最为强烈, 通过谱反演, 发现获取的反射系数剖面比原始地震数据分辨率更高, 且与实际测井结果可对比, 通过定义-90°相位旋转后谱反演结果上振幅为零值的点之间的距离为地层厚度, 计算的过井含水合物沉积层厚度与测井估算结果吻合度高。研究表明, 该方法可以获取精度较高的含水合物沉积层厚度信息, 实现精度较高的水合物储量估算。

根据2013年和2014年在南海中南部海域变水层拖网采集的长钻光鱼样品, 对其体长和体质量组成、年龄和生长、性腺成熟度及摄食等级等生物学特征进行了初步研究。结果显示, 150m水层长钻光鱼体长范围为80~128mm, 优势体长组为80~100mm, 占82.4%, 平均体质量为2.40g; 200m水层长钻光鱼体长范围为43~195mm, 优势体长组为80~140mm, 占76.9%, 平均体质量为4.47g; 400m水层长钻光鱼体长范围为86~186mm, 优势体长组不明显, 平均体质量为9.64g。渔获个体平均体长由浅到深呈增加趋势, 由南到北呈先增加后减少趋势; 均值分析t检验表明, 150m、200m、400m水层长钻光鱼体长分布均呈极显著差异(p<0.01)。长钻光鱼春季平均体长和平均体质量分别为111mm和3.84g; 秋季平均体长和平均体质量140mm和5.50g; 冬季平均体长和平均体质量分别为134mm和7.44g。其生长参数b值为3.0726, 符合等速生长特征。有效鉴定的45个长钻光鱼耳石样品中1龄鱼35个, 1⁺龄鱼10个; 年龄最小为6个月, 体长为128mm; 年龄最大为16个 月, 体长为187mm。其性腺成熟度以Ⅰ期和Ⅱ期为主, 春季性腺成熟度最高。其摄食等级以0级和1级为主, 最高为3级, 不同水层长钻光鱼的摄食等级无显著差异。

通过扫描与透射电镜观察了糙海参(Holothuria scabra)卵子发生及卵黄发生的过程。结果表明, 糙海参卵子属于均黄卵, 其卵子发生经历卵原细胞、卵黄发生前卵母细胞、卵黄发生期卵母细胞3个阶段。其中, 卵黄发生期卵母细胞分别包括卵黄发生早期、中期、后期卵母细胞3个阶段。卵原细胞核大且呈椭圆形, 胞质中只分布少量的线粒体; 卵黄发生前卵母细胞内有一个空泡状的生发泡(卵核); 卵黄发生早期, 细胞器种类丰富, 数量多; 卵黄发生中期, 卵黄合成旺盛, 是内源性卵黄大量形成的阶段, 多种细胞器活跃参与形成卵黄; 卵黄发生后期, 细胞体积最大, 细胞核明显, 且位于胞质中间或者靠近动物极突。高尔基体、线粒体及核糖体是形成内源性卵黄最主要的细胞器。卵质膜通过胞饮作用参与外源性卵黄的形成。本结果可为糙海参繁殖生物学和人工繁殖提供参考。

文章对比分析了珠江口和北部湾海域附近沉积物重金属元素Zn、Pb、Cu、Cr和沉积物粒度之间的相关性, 用沉积物富集系数法和潜在生态危害指数法对两个海域海底沉积物的4种重金属元素污染程度和生态风险进行了评价。结果表明, 在黏土和粉砂沉积物中重金属富集程度大。Cu在两个区域均达严重污染程度, Zn、Pb、Cr在珠江口沿岸均达到中等污染程度, 在北部湾部分区域达到中等污染程度。珠江口的潜在生态风险等级由低级到高级不等, 北部湾生态风险等级均为低级。

文章利用4种不同的气候态风场Scatterometer Climatology of Ocean Winds (SCOW)、Climate Forecast System Reanalysis (CFSR)、the Interim ECMWF Re-Analysis (ERA-Interim)和NECP [the National Centers for Environmental Prediction (NCEP)/National Center for Atmospheric Research (NCAR) Reanalysis 1]分别驱动区域海洋环流模式(Regional Ocean Modeling System, ROMS)以模拟南海环流, 从而比较分析南海上层环流模拟结果的差异及其与风应力场之间的动力联系。结果表明, 4种风场均能模拟出南海海盆尺度环流的季节变化特征, 但对南海局地环流特征的模拟存在差异。分析显示, 局地显著的正风应力旋度是冬季吕宋冷涡产生的根本原因; 夏季越南东部海域的上层环流偶极子在模拟试验结果中均显现, 但其强度与局地风应力旋度大小有关。海峡通量的模拟结果显示, 吕宋海峡水体通量受海峡风场差异影响较小; 台湾海峡秋冬季水体通量则有较大差别, 强东北季风不利于海峡北向水体输送。此外, 台湾海峡冬季较强的北向水体输送有利于南海暖流的生成。研究结果对深入理解南海上层环流对大气强迫的响应有裨益, 并且可为不同目的的南海环流数值模拟时的风场选择提供参考。

利用NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)扩展重构的月平均海表温度资料和旋转经验正交分解(REOF)方法, 提取了1900~2009年全球范围的海表温度异常变化的主要模态, 并讨论了各个模态的时空变化特征。结果表明, 第1模态具有显著的年际变化特征, 主要反映了厄尔尼诺与南方涛动(El Niño and Southern Oscillation, ENSO)的特征及其与全球海表温度异常的关系。第2模态和第5模态主要反映了北太平洋海表温度异常的年代际变化特征, 前者在空间分布上与太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation, PDO)的关系更加密切, 还与太平洋年代际通道(interdecadal pathway, IP)存在一定的关系; 后者在时间变化上与PDO的关系更加密切。第3模态和第6模态主要反映了北大西洋海表温度异常的年代际变化特征, 前者主要反映了北大西洋海表温度异常的准三极变化特征, 后者反映了北大西洋海表温度异常的单极变化特征, 前者与北大西洋多年代际振荡(Atlantic Multidecadal Oscillation, AMO)的关系要比后者的紧密。第4模态主要反映了南太平洋中高纬度海表温度异常的年代际变化特征, 该模态与PDO没有明显的关系。

台风海燕是历史上罕见的超强台风, 本研究利用HYCOM再分析资料和卫星遥感资料数据, 研究了热带西太平洋暖池区障碍层对台风海燕发展的促进作用。台风海燕在热带西北太平洋东部生成后向西移动, 2013年11月3日到11月5日从热带低压发展为超强台风, 此时经过的海域普遍存在深厚的障碍层。由于障碍层内暖水的存在, 热带气旋引起的垂直混合作用和抽吸作用较难使温跃层的冷水进入混合层, 海表面降温效应减弱。高的海表面温度通过潜热释放的方式持续提供能量给热带气旋, 促进其强度提升。此外, 在台风海燕过境时产生了大量降水, 上层海洋层化加强, 混合层变浅, 又使得其路径及周边海域障碍层加厚。

以3类内孤立波理论(Korteweg-de Vries、 extended KdV和 Miyata-Choi-Camassa)的适用性条件为依据, 在有限水深两层流体中分别构建了双推板、速度入口、质量源3类内孤立波数值造波模型。通过系列数值模拟, 对3类方法的数值造波效果和效率进行了比较。计算结果表明, 3类数值造波方法均能生成内孤立波; 数值造波效果方面, 速度入口、质量源两类方法均优于双推板方法; 数值造波效率方面, 速度入口方法效率最高, 质量源方法其次, 而双推板方法效率最低。

文章采用支持向量机模型反演浮游植物的粒级结构。模型的输入量为浮游植物的吸收光谱、总叶绿素a浓度值。将该模型分别应用于南海数据集和NASA bio-Optical Marine Algorithm Dataset (NOMAD)全球大洋数据集。以浮游植物的吸收光谱做为输入向量时, 南海数据集和NOMAD数据集反演微微型(pico)、微型(nano)和小型(micro)粒级浮游植物的平均绝对误差(APD)分别是46.1%、61.6%、55.0%和36.3%、44.6%、43.3%; 决定系数(R²)分别为0.604、0.423、0.491和0.460、0.702、0.829。以浮游植物的吸收光谱和总叶绿素a浓度值做为输入向量时, 南海数据集和NOMAD数据集反演pico、nano和micro粒级的平均绝对误差分别是19.2%、31.9%、31.6%和35.3%、35.4%、38.2%; 决定系数分别为0.837、0.805、0.600和0.713、0.758、0.810。结果显示以吸收光谱和总叶绿素a浓度值作为输入变量的反演精度,比以吸收光谱作为输入变量的反演精度高。由此看出支持向量机模型对于两个数据集的反演结果很理想, 该模型的提出为多光谱遥感反演浮游植物的粒级结构提供一个重要手段。

为了在海洋环境中检测有效被动鱼声信号段, 实现鱼声信号的识别, 采用稀疏分解算法提取相干比特征值实现鱼声端点检测技术。该算法在训练阶段提取不同信噪比条件下干净的被动鱼声、海浪噪声的特征值作为测试声目标特征, 在检测阶段提取移动含噪信号段与测试特征做欧式距离识别分类, 将识别对象分成两类, 最后采用门限判决方法实现端点的检测。实验结果表明, 相比较于功率谱特征提取算法, 该算法在小信噪比条件下可以准确实现有效信号段的检测。

海底地震仪(ocean bottom seismometer, OBS)采集数据的可靠性取决于地震仪的性能, 但目前国内还没有配套的OBS性能检测设备。OBS可控音频测试仪借鉴了拖缆地震采集系统的性能检测系统, 使用脉冲信号和固定频率的音频信号作为源信号, 并针对OBS的性能指标在出航前进行性能检测, 即波形一致性、时间一致性、主频偏差与频谱分析、信噪比、增益分析和脉冲与频谱分析, 来确定OBS的可靠性, 从而保证数据采集的质量, 为野外作业提供了技术保障。