南海南部海洋环流研究的新进展

综合近期南海南部环流研究的主要成果,描述南海南部的主要流系及其变化。指出研究海区环流主要由季风所驱动。东北季风期,其西部主要由气旋式环流所控制,东部则受较弱的反气旋式环流控制,在二者结合部形成强的逆风海流。西南季风期,海区大部分受反气旋式环流控制,其北侧为一气旋式环流,二者结合部形成强的东向离岸流。还讨论了环流的演变特性和流涡的形成机制。     

热带太平洋海洋环流与暖池的结构特征、变异机理和气候效应

热带西太平洋暖池是引发强烈的大气对流、驱动Walker环流和Hadley环流系统的主要热源之一,对全球、尤其是东亚气候有重要影响。针对我国在提升气候预测水平方面的重大和迫切需求,国家重点基础研究发展计划项目"热带太平洋海洋环流与暖池的结构特征、变异机理和气候效应"于2011年7月正式立项。项目拟解决的关键科学问题包括:①调控暖池形成和变异的海洋环流多尺度相互作用过程;②海洋动力过程在暖池热盐结构变异中的作用及其机理;③暖池变异对不同类型El Nio影响机理的异同和对东亚季风变异的调制机理。围绕上述关键科学问题,项目将以暖池变异为中心,关注影响和控制暖池结构与变异的关键海洋过程,以及暖池海气相互作用影响ENSO循环、东亚季风年际变异的过程和机理,重点组织开展以下3个方面有针对性的调查研究:①热带太平洋环流和暖池的结构和变异特征;②热带太平洋环流与暖池相互作用的关键过程和机理;③暖池变异的海洋—大气耦合过程及其气候效应。在此基础上,项目将力争阐明暖池影响东亚季风和我国气候变异的过程、机理与敏感区,改进模式的混合参数化方案,提出有效提高ENSO预报技巧的同化方案,为我国短期气候预测能力的提高提供科学支撑。     

利用水文资料推测海洋流场的研究进展

根据研究方法不同的动力学特征及其运用上的差异,利用已知的水文气象资料推测海洋流场的方法可以分成 3类：①描述性方法;②热成风关系式与示踪物守恒相结合的诊断方法;③Sarki syan诊断模式及复杂动力模式。结合南海环流的工作讨论了这些方法的进展情况及在南海环流研究中的作用,并对目前利用水文气象资料推测海洋流场的研究趋势进行了分析。     

南海北部井场调查中常见的海洋灾害地质

南海北部准被动大陆边缘自第四纪以来具有较强的新构造运动,由此形成的各类潜在地质灾害对于迅速发展的海洋油气资源勘探开发,是一项值得认真研究的课题。20世纪80年代至今,在南海北部承担了大量的井场调查和研究,结果表明南海北部灾害地质因素类型很多,危险性较大或分布较广的是活动断层、地震、滑坡、沙波、浅层气和埋藏古河道,它们的发育受区域地质环境控制。南海新构造运动东部强于西部,北部强于南部,东北部最强。在水深50～130m左右,深部构造较稳定,具有活动能力的破坏性地质灾害类型较少,限制性地质条件如埋藏古河道广泛分布,侵蚀沟、浅槽和凹凸地等十分发育,是南海北部相对稳定的区域。在水深大于130m,是陆架转向陆坡的过渡带,各种具有活动能力的地质灾害类型,如断层带、大型滑坡带、陡坎、底辟及沙波等普遍存在,地震活动多,地形复杂,是南海北部不稳定区域。     

海底地热通量对海洋深层温度和环流的长期影响

虽然地球海底地热通量在全球热能收支平衡中所占的比例非常低,在目前的海洋气候模式开发中也并没有将其包含在内,但是由于海底地热通量可以持续改变海洋的浮力而影响海水层结,进而影响海洋温度分布以及环流等海洋水文要素,并且可以进一步影响海水的化学性质、碳氮的分布循环以及生物分布等,因此其对海洋环流和气候变化长期影响的潜在可能性仍不能完全排除。在通用地球系统耦合模式(CESM)的基础上,通过在全球大洋中脊区域持续加入1 W/m2的地热通量的方式运行了长达5 000年的数值模拟实验,模式结果显示:海底地热通量对深层海洋的物理性质和全球海洋环流的长期影响是不可忽略的;受地热通量的局地加热效应影响,大洋深层3 000~3 500 m总体升温约0.4℃;在南大洋和北大西洋的深层水形成区域,海洋深层的增温信号可以影响到表层海洋。北大西洋深层水和南极底层水形成增强,并且模拟的北大西洋深层水的深度加深,更符合观测结果。     

南海上层海洋热力结构年际和年代际变化的研究

上层海洋热力结构变化规律的研究是南海海洋热力学研究的主要内容 ;气候变化是当前大气科学的前沿研究课题 ,ENSO和季风又是其研究的热点之一。南海是世界最大的海洋热库 (该热库的海表年平均温度 2 8℃线从热带西太平洋经南海延伸至印度洋东北部 ,对南海季风有重要影响 )的重要组成部分 ,开展这方面的研究不仅对海洋环境预测 ,而且对灾害气候的形成和预测研究都有重要意义。70年代后期中国科学院南海海洋研究所有关研究人员开始从事南海海—气相互作用与气候变化的研究 ,主要分析研究了南海垂直热结构、次表层及表层温度的时空分布和演变…     

工业革命以来南海珊瑚钙化生长对海洋升温的响应

珊瑚礁不仅滋养着近1/3的海洋生物, 同时也贡献了近一半的浅海碳酸盐沉积, 在海洋碳循环中扮演重要角色。然而, 在"CO2问题"的影响下, 珊瑚钙化受到来自海洋升温和酸化的双重胁迫, 致使珊瑚礁生态系统遭受到严重的扰动。我国南海由北至南分布有大量的珊瑚礁, 在近几十年来活珊瑚覆盖率和生物多样性都呈现退化的趋势, 但尚不清楚珊瑚钙化是否也同样受到气候变化的干扰而处于退化状态。本研究汇集了目前已报道的南海滨珊瑚钙化生长的重建记录, 分别对海南岛、西沙和南沙典型珊瑚礁区的滨珊瑚钙化生长演变特征进行了对比分析, 探讨了工业革命以来南海珊瑚钙化对海水温度变化的响应情况。研究结果表明, 南海近岸和离岸的滨珊瑚骨骼密度均呈现长期下降的趋势; 而骨骼生长速率呈现多年代际的波动变化, 近50年以来仅在西沙显示出下降趋势, 这使得珊瑚综合的钙化速率在西沙和南沙均出现明显退化。进一步分析表明, 海水温度对南海滨珊瑚钙化生长有显著影响, 并且不同海域的背景温度决定着珊瑚骨骼生长对海表温度变化的响应情况。具体来说, 西沙和南沙的滨珊瑚骨骼密度受温度影响显著, 随着海温升高而逐渐降低, 而骨骼生长速率和钙化速率对温度变化并无明显响应。与前两者不同, 海南东部滨珊瑚的骨骼密度与温度变化关系并不显著, 而其骨骼生长速率和钙化速率受升温影响而有升高的趋势。这些差异可能反映了海南岛较低的冬季温度限制了珊瑚骨骼的钙化生长, 因此升温对珊瑚生长有促进作用; 而西沙和南沙海域的冬季温度均保持在适宜珊瑚生长的温度范围, 且夏季温度较高, 因此温度的升高可能限制了珊瑚钙化生长。     

南海中尺度波动现象研究进展

Kelvin波和Rossby波是经常出现于海洋中的边界波;南海的复杂岸线、陡变地形和热盐场时空结构的不均匀性具有形成强迫Kelvin波和地形Rossby波的条件。现有研究表明,南海大部分中尺度涡形成于东部一些较大岛屿附近;这些中尺度涡一旦形成后,就在β效应作用下向西移动并最终耗散于西边界,且其波动一般以Rossby波的形式向西传播。因此,南海环流的多涡结构与中尺度波动之间存在着一定的联系。在南海北部,中尺度涡主要由黑潮入侵和风应力旋度所诱生,而在南海南部而以风应力旋度为主要成因。提出了利用线性波动动力学模式来研究南海南部中尺度波动、分析风应力强迫所产生的中尺度波动特征和规律,并据此建立相应的数值模式来揭示该海区环流的动力学和热动力学机制的思路,以便了解该海区流场季节性变化与中尺度波动之间的内在关系。     

南海1：100万永暑礁幅海洋区域地质调查成果

1：100万永暑礁幅海洋区域地质调查成果揭示了该区地壳的浅、中、深层地质特征。浅层主要研究海底地形、地貌、表层沉积物、矿产资源、潜在地质灾害等;中层主要研究新生代地层、断裂体系、岩浆岩、含油气盆地远景等;深层则研究磁性基底、深层断裂、莫霍面分布特征等。本成果在以下几方面有重要突破：①通过对比新生代以来的地层,确定各沉积盆地地层特征和相互关系,在此基础上预测油气资源前景;②分析表层沉积物类型,预测本区未来可能具有开发价值的固体矿产资源;③利用磁性基底和莫霍面数据分析本区地壳结构特征。     

南海卫星重力研究

用卫星雷达测高确定海面高度可以容易地转换成重力异常。南海应用密轨道的GEOSAT/GM和ERS-1卫星测高数据获得了高分辨率的重力复盖。在这个新的重力图上揭示出许多有意义的、过去未能清楚显示的构造特征,其中包括扩张脊,转换断层,岩石层弹性板厚度,大陆边缘性质,以及新的沉积盆地。     

地幔活动在南海扩张中的作用数值模拟与讨论

对于地幔活动对南海扩张有无影响及影响大小这一问题,目前仍存在不同观点。本文采用数值模拟方法对地幔活动在南海扩张中的作用和影响进行了考查,结果表明:地幔上涌作用能引起南海岩石圈很大程度的减薄,但对南海地壳减薄影响很小;地幔上涌作用是南海扩张的重要动力学因素之一,但只在地幔上涌作用下要很长的时间才能打开南海。     

南海全球变化研究进展

本文以文献资料和作者的工作成果,简略回顾了近年来南海海域全球变化研究的若干重要进展,其中包括:南海深海区已经初步建立了约33Ma以来的年代地层学框架,查明了一系列长时间尺度的环境变化阶段、轨道演化周期及其转型(如"中更新世革命")、突发环境事件(如大火、火山、玻璃陨石事件)和短时间尺度的非轨道事件(如"新仙女木事件"、H事件和D/O事件)以及高分辨率环境演化记录。文中还指出需要加大南海的研究力度,以利于查明全球变化中的海-陆-气相互作用及其动力学机制。      

南海海流和涡旋概况

 提要:本文综述了南海海流、涡旋和上升流研究等三个方面迄今所取得的一些成果和在某些问题(例如关于台湾海峡中的黑潮分支)上的不同观点。指出南海海流中、上层的基本流型、广东沿岸流的变化等方面都不同于东海、黄海;南海中珠江冲淡水和上升流都显示出自身的特色，在南海北部，中、上层海流主要有三支流系:广东沿岸流、南海暖流和南海黑潮分支。沿
岸流基本上呈sw向流动，南海暖流终年自sw流向NE，而南海黑潮分支则终年偏sw向流动，它们构成sw-irE--sw向相间分布状态。
        

蓝细菌和浮游古菌在南海第四纪氮循环中的作用初探

南海晚第四纪沉积物中的氮同位素在冰期-间冰期气候旋回中只有微弱的变化,与东太平洋的反硝化记录截然不同,可能反应了局地的氮生物地球化学过程。文章对位于南海南部钻取的一根柱状样MD05-2897的海洋氧同位素阶段(MIS)3~5期的有机氮同位素、反映蓝细菌贡献的2-甲基藿烷指数和反映氨氧化古菌Thaumarchaea的泉古菌醇进行了分析。结果显示,有机氮同位素在MIS 5期有明显降低,对应于这一降低,2-甲基藿烷指数和泉古菌醇都显示了升高的特点,暗示蓝细菌固氮作用和古菌氨氧化作用可能是导致OIS 5期的氮同位素降低的重要过程。     

关于南海构造演化动力学机制研究的一点思考

南海处于欧亚板块、太平洋板块和印度 -澳大利亚板块的交汇处 ,演化历史复杂。由于研究思路、方法、手段和研究程度的局限 ,在南海扩张期次、扩张脊结构、动力来源等方面仍存在争议。争议的焦点主要集中在其形成演化动力学机制上 ,主要有三种观点 :(1)印度与欧亚板块碰撞挤出成因说 ;(2 )地幔上涌成因说 ;(3)太平洋板块俯冲成因说。本文对前人有关南海动力学演化的主要模式进行了分析 ,并指出其存在的不足 ,在此基础上结合作者近年来在南海地区工作的认识和体会 ,建议对南海地区海 -陆岩石圈相互作用、深源岩浆活动和构造动力学演化的数值模拟等方面进行综合研究。     

南海油气地质特征

本文根据近年来有关资料和研究成果,首先介绍南海的油气勘探现状和区域地质情况,然后简要叙述南海几个重要的含油气盆地——珠江口、北部湾和莺歌海盆地的油气地质特征。