Simulation of the ocean surface mixed layer under the wave breaking

A one-dimensional mixed-layer model, including a Mellor-Yamada level 2.5 turbulence closure scheme, was implemented to investigate the dynamical and thermal structures of the ocean surface mixed layer in the northern South China Sea. The turbulent kinetic energy released through wave breaking was incorporated into the model as a source of energy at the ocean surface, and the influence of the breaking waves on the mixed layer was studied. The numerical simulations show that the simulated SST is overestimated in summer without the breaking waves. However, the cooler SST is simulated when the effect of the breaking waves is considered, the corresponding discrepancy with the observed data decreases up to 20% and the MLD calculated averagely deepens 3.8 m. Owing to the wave-enhanced turbulence mixing in the summertime, the stratification at the bottom of the mixed layer was modified and the temperature gradient spread throughout the whole thermocline compared with the concentrated distribution without wave breaking.

EAWM-related air-sea-land interaction and the Asian summer monsoon circulation

Based on the data analysis, this study further explores the characteristics of East Asian winter monsoon (hereafter, EAWM, for brevity) as well as the related air-sea-land system, and illustrates how and to what degree anomalous signals of the subsequent Asian summer monsoon are rooted in the preceding EAWM activity. We identified an important air-sea coupled mode, i.e., the EAWM mode illustrated in Section 3. In cold seasons, strong EAWM-related air-sea two-way interaction is responsible for the development and persistence of the SSTA pattern of EAWM mode. As a consequence, the key regions, i.e., the western Pacific and South China Sea (hereafter, SCS, for brevity), are dominated by such an SSTA pattern from the winter to the following summer. In the strong EAWM years, the deficient snow cover dominates eastern Tibetan Plateau in winter, and in spring, this anomaly pattern is further strengthened and extended to the northwestern side of Tibetan Plateau. Thus, the combined effect of strong EAWM-related SSTA and Tibetan snow cover constitutes an important factor in modulating the Asian monsoon circulation. The active role of the EAWM activity as well as the related air-sea-land interaction would, in the subsequent seasons, lead to: 1) the enhancement of SCS monsoon and related stronger rainfall; 2) the northward displacement of subtropical high during Meiyu period and the related deficient rainfall over Meiyu rainband; 3) above-normal precipitation over the regions from northern Japan to northeastern China in summer; 4) more rainfall over the Arabian Sea and Northeast India, while less rainfall over southwest India and the Bay of Bengal. The strong EAWM-related air-sea interaction shows, to some degree, precursory signals to the following Asian summer monsoon. However, the mechanism for the variability of Indian summer monsoon subsequent to the strong EAWM years remains uncertain.

A new method for the estimation of oceanic mixed-layer depth using shipboard X-band radar images

Shipboard X-band radar images acquired on 24 June 2009 are used to study nonlinear internal wave characteristics in the northeastern South China Sea. The studied images show three nonlinear internal waves in a packet. A method based on the Radon Transform technique is introduced to calculate internal wave parameters such as the direction of propagation and internal wave velocity from backscatter images. Assuming that the ocean is a two-layer finite depth system, we can derive the mixed-layer depth by applying the internal wave velocity to the mixed-layer depth formula. Results show reasonably good agreement with in-situ thermistor chain and conductivity-temperature-depth data sets.

Measurements of ocean wave and current field using dual polarized X-band radar

A new ocean wave and sea surface current monitoring system with horizontally-(HH) and vertically-(VV) polarized X-band radar was developed. Two experiments into the use of the radar system were carried out at two sites, respectively, for calibration process in Zhangzi Island of the Yellow Sea, and for validation in the Yellow Sea and South China Sea. Ocean wave parameters and sea surface current velocities were retrieved from the dual polarized radar image sequences based on an inverse method. The results obtained from dual-polarized radar data sets acquired in Zhangzi Island are compared with those from an ocean directional buoy. The results show that ocean wave parameters and sea surface current velocities retrieved from radar image sets are in a good agreement with those observed by the buoy. In particular, it has been found that the vertically-polarized radar is better than the horizontally-polarized radar in retrieving ocean wave parameters, especially in detecting the significant wave height below 1.0 m.

Vertical structure and evolution of the Luzon Warm Eddy

Eddies are frequently observed in the northeastern South China Sea (SCS). However, there have been few studies on vertical structure and temporal-spatial evolution of these eddies. We analyzed the seasonal Luzon Warm Eddy (LWE) based on Argo float data and the merged data products of satellite altimeters of Topex/Poseidon, Jason-1 and European Research Satellites. The analysis shows that the LWE extends vertically to more than 500 m water depth, with a higher temperature anomaly of 5A degrees C and lower salinity anomaly of 0.5 near the thermocline. The current speeds of the LWE are stronger in its uppermost 200 m, with a maximum speed of 0.6 m/s. Sometimes the LWE incorporates mixed waters from the Kuroshio Current and the SCS, and thus has higher thermohaline characteristics than local marine waters. Time series of eddy kinematic parameters show that the radii and shape of the LWE vary during propagation, and its eddy kinetic energy follows a normal distribution. In addition, we used the empirical orthogonal function (EOF) here to analyze seasonal characteristics of the LWE. The results suggest that the LWE generally forms in July, intensifies in August and September, separates from the coast of Luzon in October and propagates westward, and weakens in December and disappears in February. The LWE's westward migration is approximately along 19A degrees N latitude from northwest of Luzon to southeast of Hainan, with a mean speed of 6.6 cm/s.

Anti-cyclonic eddies northwest of Luzon in summer-fall observed by satellite altimeters

Anti-cyclonic eddies northwest of Luzon of the Philippines in summer-fall are identified in the merged data products of satellite altimeters of Topex/Poseidon, Jason-1 and European Research Satellites. The generation and propagation of the anti-cyclonic eddies, which are confirmed by satellite ocean color data, are found to be a seasonal phenomenon that is phase-locked to the onset of the southwesterly monsoon and the relaxation of the cyclonic wind curl in the northeastern South China Sea. The eddies originate from northwest of Luzon in summer, move across the northeastern South China Sea to reach the China continental slope in fall, and propagate southwestward along the continental slope in fall-winter, inducing shelfbreak current variations in the western South China Sea in fall-winter. The anti-cyclonic eddy discovered by Li et al. (1998) in the northern South China Sea is found to originate from northwest of Luzon and carry primarily the South China Sea waters. It does not appear to be an eddy shed from the Kuroshio in the Luzon Strait area as alluded by Li et al. (1998) and others.

南海对于台风伊布都响应的数值研究

台风是发生在海洋上的强烈天气系统，是海气相互作用最为直观的表现形式。台风产生的海面气旋式风应力以及强烈的混合过程，对上层海洋与深层海水之间的热量、能量和物质交换产生重大影响，因此研究海洋对于台风过程的响应特征具有重要的科学意义。 首先，采用海浪模式WWATCH-Ⅲ模拟计算了台风伊布都期间南海的波浪场。结果表明：随着台风中心向西移动，最大浪高区域也逐渐向西移动。接近台风中心的波高和波龄都较大，而远离台风中心的波高则相对较小、波浪比较年轻，并且波高的分布具有明显的右偏性。同时，对考虑了波浪作用的海面风应力进行了计算，为后续的海洋模式的计算奠定了基础。 其次，采用上述计算的海面风应力作为POM模式的驱动，研究了南海流场和温度对于台风的响应。结果表明：台风过后，海洋表面温度下降2~6oC，且在台风路径两侧不对称，具有明显的右偏性。受台风强混合作用的影响，混合层加深10~60m，上混合层热量损失约824.78W/m2，其中垂向混合是造成热量损失的主导动力因素。由于受上混合层热通量输送的影响，混合层以下附近水层处于增温状态，海水温度做近惯性波动。同时，台风还能引起强烈的近惯性流，最大流速出现在上混合层，可达1.4m/s。 最后，对论文的研究工作进行了总结，并对未来的研究方向进行了展望。

南海新生代碱性玄武岩的特征及其地球动力学意义

南海是西太平洋最大的边缘海之一，位于欧亚板块、印-澳板块以及太平洋板块之间。南海海底扩张停止(15.5Ma, Briais et al., 1993) 后的板内火山作用，影响着中国南部、中南半岛、大洋基底和分裂的微大陆片段的广大地区。对南海新生代玄武岩进行地球化学研究，不仅对于理解南海板内火山作用的深部地幔过程有着重要意义，而且对南海形成演化及含油气盆地形成的深部动力学机制有着深远意义。 南海新生代玄武岩K-Ar/Ar-Ar年龄为3.8-7.9Ma, 表明为晚中新世以来的岩浆活动产物，与周边地区的碱性火山岩在年龄上的一致性。岩石学特征表明，南海新生代玄武岩的矿物组合为橄榄石、单斜辉石、斜长石，与特征的碱性玄武岩的矿物组合一致。由橄榄石所计算的南海底潜在地幔温度(Tp)平均值为1661℃, 暗示南海地区下的地幔可能存在热量异常，为海南地区存在地幔柱的观点提供了证据。单斜辉石富钙、钛，由单斜辉石-熔体平衡温压计计算的岩浆房深度分别为：碱玄岩岩浆房深度约49km（对应压力为1.46～1.48 GPa）；粗面玄武岩岩浆房约25km（对应压力为0.76 GPa）；玄武岩岩浆房约15km（对应压力为0.44GPa）。由碱玄岩→粗面玄武岩→玄武岩，平衡温度(K)依次降低:从1535～1498→1429→1369。由斜长石微晶所计算的岩浆喷出地表的温度为989℃。 主量元素特征表明，岩石类型主要为碱玄岩，有少量的粗面玄武岩和玄武岩，属于碱性系列。微量元素方面，大离子亲石元素(LILE)以及高场强元素（HFSE）特别是Nb、Ta、Ti、Y等元素均呈现富集现象，Yb、Sc、Sr以及K、U、Th等生热元素相对亏损，微量元素及稀土元素分布岩石类似板内OIB微量元素的全球平均值。同位素地球化学研究表明，源区存在两个混合端员并具Dupal Pb异常：一个为DMM，位于软流圈或岩石圈地幔中；另一个为EM2源区，可能来自位于核-幔边界处的海南地幔柱而非大陆底岩石圈地幔。研究表明，南半球Dupal异常不存在全球范围内的地区专属性，本区存在的Dupal异常与南半球Dupal异常可能不存在联系。在南海新生代玄武岩的成因过程中，海南地幔柱在为岩石圈地幔的部分熔融作用提供所需的热量同时，也在物质上作出了贡献。南海盆新生代碱性玄武岩由不同程度的部分熔融作用，以及岩浆在上升期间或者在高位岩浆房中的橄榄石等矿物分离结晶作用所形成，同时还可能发生了堆晶作用。构造环境判别表明，玄武岩浆在上升到地表过程中几乎未受到地壳混染。 南海新生代玄武岩的地球化学研究表明，在玄武质岩浆的深部地幔演化过程中，海南地幔柱可能起着重要的作用。通过引入海南岛地幔柱这个概念，本文建立了一个新的有关南海形成演化的初步的概念性模型：（1）50-32Ma，印度洋板块-欧亚板块碰撞及其所导致的太平洋板块后退的综合效应为南海地区提供了一个伸展环境，此伸展环境为地幔柱物质的上升提供了通道；（2）32-21Ma，当地幔柱柱头到达软流圈时, 通过侧向物质流开始同扩张中心发生相互作用，促进了南海的扩张，并在26-24Ma期间发生了洋脊重新就位事件，使扩张中心从原来的18°N附近(即现今西北海盆的中心)调整到15.5°N附近（即现今的东部亚盆）；（3）21-15.5Ma, 随着地幔柱效应的逐渐增强，热点-洋脊相互作用越来越强烈，在大约21Ma发生了洋脊的再次重新就位事件，诱发了西南海盆的扩张；（4）15.5-现在，由于印澳板块前缘与巽他大陆碰撞，使得南海大约在15.5Ma停止扩张,并沿着南沙海槽及吕宋海沟向菲律宾岛弧及巴拉望地块之下俯冲，而南海热点继续活动，在地表处直到第四纪还有碱性玄武岩喷出。

西太平洋—印度洋—青藏高原气候系统在南海夏季风爆发过程中的作用

本文利用美国国家环境预测中心和国家大气研究中心(NCEP/NCAR—National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research)的位势高度、气温、风速等大气资料、欧洲中期天气预报中心 （ECMWF—European Centre for Medium-Range Weather Forecasts—ERA-40）的雪深资料、美国国家海洋大气管理局（NOAA—National Oceanic and Atmospheric Administration）的海表温度（SST）资料、美国Scripps海洋研究所的上层海洋热含量资料等，采取相关分析、合成分析、经验正交函数分析、小波分析和小波交叉谱分析等统计分析方法，系统深入地讨论了西太平洋—印度洋—青藏高原气候系统在南海夏季风爆发过程中的作用。得到的主要结论如下： 1. 西太平洋和印度洋在南海夏季风爆发过程中起着关键作用 利用1951－1998年多种大气海洋资料，分析研究结果表明，西太平洋（暖池热含量）、印度洋（纬向风）在南海夏季风爆发中起关键的调控作用：以1970年为界，1970年之前，印度洋起主要作用，1970年之后西太平洋起主要作用，这主要是1970前后北极涛动有明显跃变的原因，这种跃变决定了印度洋在南海夏季风爆发中是否起决定作用（西风异常或东风异常），进而，决定了有利于或不利于南海夏季风的爆发。 1970年之前，北极涛动指数为负值，海陆温差（海上气温减大陆气温）是负值，大陆气温偏高，印度洋气温相对偏低，印度洋出现西风异常，有利于南海夏季风早爆发。在此期间，与印度洋SST密切相关的南印度洋偶极子的变化也与南海夏季风的爆发紧密相联。当南印度洋为正偶极子（西南印度洋SST为正异常，印度洋其他区域的SST为负异常）时，北印度洋为西风异常，南海夏季风爆发偏早；南印度洋为负偶极子（西南印度洋SST为负异常，印度洋其他地区的SST为正异常）时，北印度洋为东风异常，南海夏季风爆发偏晚。 1970年之后，北极涛动指数为正值，海陆气温差为正值，印度洋的状态不利于南海季风爆发；在这种情况下，西太平洋暖池的热含量则成为控制南海夏季风爆发的主要原因：暖池变暖的年份，即 La Niña 年，南海夏季风爆发早（强），反之，当暖池变冷的年份，即El Niño年，南海季风爆发晚（弱），即，南海夏季风爆发的早（强）晚（弱）与ENSO事件密切相关。 2.青藏高原春季积雪对南海夏季风爆发有重要的影响 1958-2003年青藏高原3月积雪厚度与南海夏季风爆发时间存在着很好的正相关。青藏高原3月积雪厚度偏厚时，其500毫巴以上的气温偏低，上层海陆之间的气温差是正值，南亚高压向西北方向的移动速度变慢，上层东风偏弱，西太平洋地区的上层辐散和下层辐合变弱，西太平洋暖池热含量偏少，南海夏季风爆发偏晚（弱）。同时，下层850毫巴东印度洋异常大气是东风和跨赤道反气旋对，南海被东风异常所控制，这种大气环流形势不利于南海夏季风的爆发；青藏高原3月积雪厚度偏薄时，其500毫巴以上的气温偏高，上层海陆之间的气温差是负值，上层南亚高压在南亚地区建立较早，上层东风偏强，西太平洋地区的上层辐散和下层辐合偏强，西太平洋暖池热含量偏多，南海夏季风爆发偏早（强）。同时，下层850毫巴东印度洋低层大气是西风异常和跨赤道气旋对，南海被西南风异常所控制，有利于南海夏季风的爆发。 研究结果还表明，青藏高原春季的积雪与厄尔尼诺事件存在着密切的关系。在厄尔尼诺鼎盛期的冬季，各种条件都有利于青藏高原的降雪，从而，来年春天的积雪则变厚，不利于南海季风的爆发。 3. 南海夏季风爆发的预测 1970年之后，西太平洋暖池的热含量与南海夏季风的爆发早晚有非常好的负相关。据此，我们可以通过西太平洋暖池热含量的变化来预测南海夏季风的爆发。通过暖池区海洋上层400米热含量的分析研究，我们找到了西太平洋暖池热含量变化的代表站点（以3N，138E为中心的1°×1°范围），其热含量变化能很好代表整个西太平洋暖池热含量的变化（相关系数大于0.85）。在此基础上，文章用1993-2007年热带大气海洋浮标列阵（TAO-Tropical Atmosphere Ocean-array）中最靠近该站点的浮标（2N, 137E）资料验证了上述选择站点的代表性和相应的预测能力。1993-2004年TAO浮标（2N, 137E）3月上层400米和500米海洋热含量与南海夏季风爆发时间的相关系数分别是-0.75，-0.73，置信度均超过99%；用1993-2007年4月份TAO浮标（2N, 137E）上层400米和500米海洋热含量与南海夏季风爆发时间作相关则相关系数均为-0.83，置信度超过99%。因此，我们可以通过3月或者4月份该TAO浮标（2N, 137E）的热含量来预测当年南海夏季风爆发的早（强）晚（弱）。 总之，南海夏季风爆发以1970年为界存在明显的年代际变化，1970年之前，主要受印度洋控制，1970年之后，南海夏季风爆发主要受控于太平洋（西太平洋暖池），这种变化是由北极涛动年代际变化引起的，。青藏高原春季积雪也对南海夏季风有重要影响，但主要受ENSO控制。因此，我们认为西太平洋—印度洋—青藏高原气候系统在南海夏季风爆发中起着重要的调控作用：西太平洋的作用当属第一位，印度洋的作用居第二，青藏高原的作用最弱。

南海北部陆缘深水区构造演化及其资源效应

南海北部陆缘深水区（水深>300m）蕴藏着丰富的资源，我国对深水区的地质研究刚刚起步，但相关领域已成为科研热点。深水油气盆地的构造演化是油气勘探中最重要的基础性研究之一，因此针对我国南海北部陆缘深水区开展构造演化及其资源效应的研究具有重要的理论意义和实际意义。 本文利用钻井和地震资料并结合区域地质资料，重点研究了珠江口盆地深水区的结构和构造演化，取得如下创新性成果：1）首次利用半地堑分析方法系统解剖了研究区的结构、各构造单元发育特征，在此基础上指出五个有利油气运聚带；2）采用回剥法并利用最新资料进行校正，得到了研究区更为可靠的构造沉降曲线，重新划分了裂陷期和裂后期的分界，认为32Ma南海海底扩张之后裂陷作用仍在持续，直到23Ma左右才开始大规模裂后热沉降，并进一步解释了裂陷期延迟的形成机制；3）应用非连续拉张模型计算拉张系数的方程计算了研究区的壳幔拉张系数，指出了深水区地幔相对于地壳的优势伸展作用；首次运用平衡剖面技术重建了研究区的构造发育史，计算了各构造期的拉张率和沉积速率，指出研究区新生代整体呈现持续拉张，拉张系数在1.1-1.24之间；4）精细刻画了水合物钻采区的地质构造特征，建立了该区天然气水合物成藏的概念模式；建立了一套根据地震叠加速度计算流体势的方法，为水合物成藏规律的研究提供了新的思路。

南海北部陆坡区深水水道沉积体系研究

被动陆缘陆坡深水区因蕴藏大量的油气及天然气水合物资源而受到石油行业的关注。峡谷水道作为重力流沉积物从陆缘向陆坡盆区搬运的主要通道，是现今海洋科学研究的热点，是“由源到汇”研究的重要内容。峡谷水道可以作为粗粒沉积物的最终沉积场所，已被钻探证实可作为良好的油气储集体。本文选择陆坡水道为研究目标具有科学和实际意义。 本文借助1979年至2007年采集的2D（部分）、3D地震数据，参考部分钻井资料，以层序地层分析为基础，以多种地球物理属性为手段，以南海北部深水陆坡区为研究区，进行层序地层分析，并对陆坡水道的发育进行研究。层序特征分析发现琼东南南部陆坡具有不同于北部陆坡的物源供给模式，断陷期以北部华南地块和西南方向中南半岛为主要物源，也有部分来自西沙隆起的物源；拗陷期西南方向的中南半岛为主要物源区。 通过大量2D地震资料研究，本文首次系统地研究了发育在南海北部陆坡的大型水道，该水道起源于莺歌海盆地东部、横跨琼东南盆地、西沙海槽，终结于南海西北次海盆西部，我们把该水道命名为“琼东南中央水道”。琼东南中央水道长约570km，宽4－8km不等，发育在上新统地层中，该水道的产生与中新世以来红河对莺歌海盆地充足的物源供给，中新世末的海平面下降以及5Ma左右红河断裂带的反转诱发的滑塌有关。 基于新采集的3D地震资料和地球物理技术，本文首次在琼东南盆地南部陆坡深水区识别出深水水道，该期水道发育在更新统地层中，形态各异，有类似曲流河的曲流水道，也有典型的低弯曲侧向迁移水道。振幅特征显示该期水道主要以弱振幅细粒泥质充填为主，部分位置有强振充填反射，可能为粗粒充填。根据地震剖面和相干时间切片时空分析，认为该水道主要有3期侵蚀和3期充填过程。从展布特征来看，该期水道的形成与更新世（中）末次盛冰期海平面的下降，地震诱发中南半岛中部小型山脉河流的复苏对南海西部的供给有关。

南海北部珠江口近海地质风险

南海是我国海洋灾害地质条件最为复杂、潜在地质灾害危险性最大的海区。南海北部尤其是珠江口地区的地理位置尤为重要，是我国经济开发的门户地区。本文使用GeoSwath Plus多波束系统对南海北部珠江口外海面进行了水深测量，通过系统配套软件对多波束数据的精细处理，得出高密度的水深数据以及旁扫声纳数据，经过对数据以及相关成图图件的分析，利用对灾害地貌的加权统计模型对该地区的地质灾害进行定量评定。目前国内使用的多波束型号较多，根据其频率的不同可分为浅水、中水、深水多波束系统。根据波束形成原理（数控法和相干法）的不同可分为传统多波束和具有相干特点的多波束系统，这两种多波束系统由于其原理的差异，在各种性能表现上都存在不同之处，本文从原理及其各种不同的性能表现上对该多波束系统与传统多波束系统进行了详细对比论证。 在对调查区区域地质、第四纪地质充分调研的基础上，通过对调查区地形的概况和相关影响因素的论述（诸如水动力条件、构造特征等），结合水深图、地形图和多条地形剖面的分析，得出该海域在工程施工方面海底地形上的影响因素。 通过对本区所发现的地貌类型，结合海洋地质灾害类型分析，通过对相关地质灾害类型的统计说明，得出该地区地质灾害的影响因素及其潜在危害程度。通过提取南海北部的灾害地质因素和对调查区灾害地质环境的充分研究，以灾害地质因素为评价因子，采用加权统计模型对研究区的海底稳定性进行分区定量评价。利用评价结果，确定了调查区基于地貌类型区划的海底稳定性级别。

大气季节内振荡对东亚夏季风活动的影响研究

利用ERA40逐日再分析资料、NCEP/NCAR2逐日再分析资料、中国740个测站日降水资料、上海台风研究所提供的西太平洋热带气旋资料、Kaplan等重建的月平均SSTA资料、NOAA逐日长波辐射（OLR）等资料，应用离散功率谱分析、带通滤波、EOF分析等统计方法，研究了东亚夏季风(EASM）的移动特征、东亚地区季节内振荡(ISO)的基本特征、季节内振荡对东亚夏季风活动的影响、季节内振荡对东亚夏季风异常活动的影响机理。主要结论如下： （1）综合动力和热力因素定义了可动态描述东亚夏季风移动和强度的指数，并利用该指数研究了东亚夏季风的爆发和移动的季节内变化及其年际和年代际变化特征。研究发现，气候平均东亚夏季风前沿分别在28候、33候、36候、38候、40候、44候出现了明显的跳跃。东亚夏季风活动具有显著的年际变率，主要由于季风前沿在某些区域异常停滞和突然跨越北跳或南撤引起，造成中国东部旱涝灾害频繁发生。东亚夏季风的活动具有明显的年代际变化，在1965年、1980年、1994年发生了突变，造成中国东部降水由“南旱北涝”向“南涝北旱”的转变。 （2）东亚季风区季节内变化具有10~25d和30~60d两个波段的季节内振荡周期，以30-60d为主。存在三个主要低频模态，第一模态主要表征了EASM在长江中下游和华北地区活动期间的低频形势；第二模态印度洋-菲律宾由低频气旋式环流控制，主要表现了ISO在EASM爆发期间的低频形势；第三模态主要出现在EASM在华南和淮河活动期间的低频形势。第一模态和第三模态是代表东亚夏季风活动异常的主要低频形势。 （3）热带和副热带地区ISO总是沿垂直切变风的垂直方向传播。因此，在南海-菲律宾东北风垂直切变和副热带西太平洋北风垂直切变下，大气热源激发菲律宾附近交替出现的低频气旋和低频反气旋不断向西北传播，副热带西太平洋ISO以向西传播为主。中高纬度地区，乌拉尔山附近ISO以向东、向南移动或局地振荡为主；北太平洋中部ISO在某些情况下向南、向西传播。 （4）季风爆发期，伴随着热带东印度洋到菲律宾一系列低频气旋和低频反气旋， 冷空气向南输送，10~25天和30~60天季节内振荡低频气旋同时传入南海加快了南海夏季风的爆发。在气候态下，ISO活动表现的欧亚- 太平洋（EAP）以及太平洋-北美（PNA）低频波列分布特征(本文提出的EAP和PNA低频波列与传统意义上的二维定点相关得到的波列不同)。这种低频分布形式使得欧亚和太平洋中高纬度的槽、脊及太平洋副热带高压稳定、加强，东亚地区的低频波列则成为热带和中高纬度ISO相互作用影响东亚夏季风活动的纽带。不同的阶段表现不同的低频模态，30~60d低频模态的转变加快了EASM推进过程中跳跃性；30-60d低频模态的维持使得EASM前沿相对停滞。 （5）30-60d滤波场，菲律宾海域交替出现的低频气旋和低频反气旋不断向西北传播到南海-西太平洋一带。当南海-西太平洋地区低频气旋活跃时，季风槽加强、东伸，季风槽内热带气旋（TC）频数增加；当南海-西太平洋低频反气旋活跃时，季风槽减弱、西退，TC处于间歇期，生成位置不集中。 （6）在El Nino态下，大气季节内振荡偏弱，北传特征不明显，但ISO由中高纬度北太平洋中部向南和副热带西太平洋向西的传播特征显著，东亚地区ISO活动以第三模态为主，EASM集中停滞在华南和淮河流域，常伴随着持续性区域暴雨的出现，易造成华南和江淮流域洪涝灾害，长江和华北持续干旱。在La Nina态下，大气季节内振荡活跃，且具有明显的向北传播特征，PNA低频波列显著，东亚地区ISO活动以第一模态单峰为主；EASM主要停滞在长江中下游和华北地区，这些地区出现异常持续强降水，华南和淮河流域多干旱；在El Nino态向La Nina态转换期，ISO活动以第一模态双峰为主，长江中下游常常出现二度梅。

南海北部陆坡-洋陆边界特提斯痕迹探讨

特提斯构造域是除冈瓦纳构造域、欧亚大陆构造域、太平洋构造域之外的又一全球范围的大构造域。其形成是特提斯洋在赤道附近的低纬度分分合合造就的，特提斯洋这个独特的、呈喇叭状向东张开的低纬度多岛洋对全球地质构造演化历史产生了非常巨大的影响。在冈瓦纳大陆与北方欧亚大陆相分离的时候，产生一系列的小洋盆，新的小洋盆的产生伴随着之前小洋盆的消亡，如此循环，就在赤道低纬度地区产生了一个大的构造带。这条大的构造带—特提斯构造域地跨欧、亚、非、南美和北美五大洲，对研究全球地质演化历史有着非常大的作用；而其丰富的油气资源也吸引着石油地质学家和油气实业家的极大关注。在特提斯构造域中，有多个大型油气田，随着特提斯构造域在全球的分布，这些大型油气田也随之在全球低纬度区域展布。其中最著名的含油气盆地应当是西亚阿拉伯地区的波斯湾盆地。可以这样说，在特提斯构造域中发现的油气田基本上都是储量丰富的大型油气田。在这些油气田中，标志性的含油气地层是赤道封闭型浅海相碳酸盐岩礁为主夹少量页岩的沉积主体，有机质类型为Ⅰ、Ⅱ型，盖层为蒸发岩，这种沉积特征有着丰富的油气资源前景。 我国的特提斯研究也进行了多年，但是南海区域的特提斯研究也随着研究者对其的研究争论了多年，争论的核心问题是南海区域有或是没有特提斯构造域。在随着我国特提斯域陆地上的部分被研究得比较细致后，通过地球物理方法的发展，对南海及其邻区的特提斯构造域有了进一步的了解。南海邻区的红河断裂带在构造属性上属于特提斯构造域，是特提斯洋残留的缝合带，这条红河断裂带北起青藏高原，穿越云南及越南北部，向东南延伸进入南海，全长近1 000km。通过追索这条红河断裂带在南海的延伸情况，研究者们作了大量的工作，在资料日趋丰富之后，现在研究者们对南海特提斯构造域争论的焦点便成了红河断裂带进入南海后，是沿着越东断裂向南延伸还是经过海南岛南部与西沙海槽相连向东延伸。本人希望选取一个特提斯构造域中的缝合带的模型，分析特提斯缝合带的构造特征和地球物理表现，然后通过结合南海北部陆坡的一些OBS及深反射地震数据，来得到整体的南海北部陆坡的地层及构造结构，通过建立重力模型来反演南海北部陆坡的地层结构，在宏观上了解南海北部陆坡可能存在的特提斯构造域，进而计算剖面热流值，进一步探讨南海北部陆坡的特提斯构造痕迹，即红河断裂带进入南海后向东延伸段。

南海西北部陆架海域内孤立波特征及机理研究

关于南海北部内孤立波的研究，现在是一个国际性研究热点，以往对南海北部海域的内孤立波的研究大都集中于南海东北部，即东沙-吕宋海峡海域。对于南海西北部文昌海域的内波现场调查研究几乎是空白。2005年4-10月中科院海洋所对南海西北部陆架海域进行了现场内波观测，获得了到目前为止国内连续观测时间最长、高分辨率、高质量的温度及流场数据。本文使用此次观测所获得的海流和温度资料，主要针对观测海域内孤立波特征及机理进行分析研究，取得了若干有重要科学意义的成果,主要为: 该海域是内孤立波多发地区，其中从2005年4月中旬到6月孤立波频繁出现且振幅较大，而6月中旬到9月中旬，内孤立波的发生频率明显下降，振幅也相对较小; 内孤立波的极性也表现出明显的季节性变化特征。研究发现内孤立波的季节性变化特征是与跃层的深浅和强弱密切相关的。 在2005年9月期间观测到了一系列的大振幅内孤立波，其中在同一测站的不同天内分别发现上凸型和下凹型内孤立波。研究表明这些内孤立波极有可能是由陆架坡折处的内潮因非线性和频散效应而局地产生的。这是首次通过现场观测确认南海西北部存在上凸型并且其为局地生成的内孤立波。 进一步分析发现在2005年8月21-23日，观测到了第二模态的内孤立波，这些内孤立波是与第二模态的内潮同步发生的，在连续两天内几乎相同的时刻分别观测到第二模态的内孤立波说明这些孤立波是潮致的。 在2005年4月22-28日发现长时间的强海流现象，强海流现象发生在当地的天文潮小潮期间，沿岸方向的流速明显大于垂直于岸方向的流速，通过分析表明强海流是由当地的内潮流引起的。 根据观测的温、流数据分析了内波场对台风的响应过程及内波谱特征，发现台风对观测站位的温度场和流场结构均有显著的影响。 这些在南海西北部的新发现和新认识对推动内孤立波的产生机制和应用技术的研究具有重要的学术价值。