PN断面东海黑潮的地转经验模态分析

基于东海PN断面近五十年的历史水文数据，本文应用一种斜压流函数空间投影的方法分析冲绳海槽北部黑潮水团的水文结构及其季节性和年代际变异。通过将历史数据投影到一个斜压流函数空间中，GEM方法能很好地消除黑潮中尺度变异引起的噪音。诊断生成的东海黑潮温度和盐度GEM场以压力和斜压流函数为参数，能反映黑潮基本的温盐结构。通过分析1987年之后黑潮季节平均的温盐GEM场，结果显示黑潮中层水的盐度在夏季相对较低, 在春季达到最高。通过比较1987年之后温盐深仪（CTD）数据生成的GEM场与1987年之前南森瓶（Bottle）数据生成的GEM场，我们证实黑潮的年代际变化特征，即黑潮表层水近二十年来温度升高而盐度减小，同时发现黑潮中层水具有盐度减小而黑潮热带水具有盐度增加的趋势。进一步通过对PN断面上黑潮水团来源的分析讨论，得出中层水盐度最小值靠近黑潮左侧的现象是由于冲绳岛-宫古岛之间入侵的北太平洋中层水受黑潮主轴的平流作用所致。

东海沿岸贝类体内石油烃和有机氯农药的分布特征及评价

本研究分别于2006、2007年5月在东海沿岸海域22个站位采集牡蛎、贻贝、四角蛤蜊、文蛤、花蛤5种贝类样品，采用荧光分光光度法和气相色谱法检测贝类体内的石油烃（TPHs）和有机氯农药(HCHs和DDTs) 含量，分析东海沿岸海域贝类体内的TPHs、HCHs和DDTs的时空分布特征和HCHs、DDTs的组分特征，比较不同贝类体内污染物含量的差异，探讨HCHs和DDTs的来源，并对贝类进行初步海洋生物质量评价和人体健康风险评价。研究结果表明： （1）东海沿岸海域贝类体内TPHs含量范围为0.40 74.40 mg kg-1，平均含量为9.42 mg kg-1；HCHs含量为ND～5.42×10-3mg kg-1，平均含量为1.47×10-3 mg kg-1；DDTs含量为2.09×10-3～197.66×10-3mg kg-1，平均含量为38.05×10-3 mg kg-1。其中，TPHs含量在长江口及邻近海域较高， HCHs和DDTs含量在江苏省的如东、海门和浙江省的各海域含量较高。与2006年相比，2007年贝类体内TPHs含量与2006年基本持平，HCHs含量有稍微降低，但是DDTs含量有明显升高趋势。 （2）HCHs和DDTs组分分析表明，α-HCH和β-HCH占HCHs总量的绝大多数，γ-HCH和δ-HCH仅有极少量检出，大多数区域的α-HCH/γ-HCH比值在4-7之间，说明研究区域内有新的HCHs污染源； DDTs 中O,P’-DDT/P,P'-DDT的比值远高于工业DDTs中O,P’-DDT/P,P'-DDT的比值，分析认为其与周围区域使用三氯杀螨醇密切有关。 （3）贝类体内的TPHs、HCHs和DDTs与水体、沉积物中的相应有机物存在正相关性。相对于TPHs和HCHs，DDTs更容易在贝类体内富集；牡蛎对TPHs和HCHs、DDTs的累积能力明显高于四角蛤蜊和贻贝。 （4）质量评价显示TPHs在局部海域超标，HCHs未超标，DDTs含量超标严重。人体健康风险评估结果显示，东海沿岸海域贝类体内HCHs和DDTs的致癌风险和暴露风险均在可接受的范围之内，消费者因食用监测海域的贝类而受到HCHs和DDTs危害的可能性不大。 （5）与世界其他海域比较表明，东海海域贝类TPHs和HCHs含量处于中等水平， DDTs含量处于比较高的水平。

黄东海胶质浮游动物水母类研究

近年来，胶质类浮游动物尤其是水母类在近岸高生产力的海洋生态系统中的作用越来越受到全球科学家们的关注。这种关注很大程度上是由于近年来很多海域或海湾出现水母类大量繁殖的现象而引起的，这种现象与过度捕捞、气候变化、富营养化以及生物入侵等因素有着内在的联系，给人们带来经济，社会和生态等各方面的损失。这种损失包括：当水母大量出现时，由于它们与鱼类存在食物和捕食竞争，使渔业资源和渔业生产锐减；由于它们会堵塞和撕破渔业生产网，干扰了人们的渔业生产活动；另外水母增多增加了海滨游泳爱好者被蛰伤甚至死亡事件发生的频率，对旅游者们的娱乐行为造成不便。到目前为止全球范围内报道了许多水母大量繁殖并对经济社会或海洋生态系统造成负面影响的事件。在北海水母数量爆发的频率与气候相关的事实表明了该海域将要面临一个更多的胶质类浮游动物的未来。所有这些都表明海洋中水母的生态学问题仍旧是全球的一个研究热点。到目前为止，在世界上许多海湾和海区有关水母生态学问题的研究上，均已取得方方面面有意义的进展。但在我国，由于对水母功能群的研究缺乏足够的重视，对于大型水母来讲它们被认为是渔业生产的副产品或者‘垃圾’，在渔业拖网捕获后把它们直接扔入海中并不去研究；对于小型水母来讲，因为它们为非饵料生物，并且有易碎，粘糊糊等难操作的特点，对浮游生物网同步采集到的水母的研究力度远不如对其他浮游动物类群的研究力度，因此我国对水母功能群生态学的研究基础相当薄弱。 本论文基于以上背景对黄东海大型和小型水母类的生物地理分布格局进行了研究，对其生物量或丰度等生态学指标进行了定量研究。（1）利用浮游生物网样品对黄海小型水母类的种类组成及其丰度的时空变化进行了研究，表明黄海测区内小型水母整体丰度很低，且主要分布在50 m等深线以浅海域，各水母类群以及优势种类的季节更替非常明显。比较不同海区的小型水母的丰度水平及其占浮游动物丰度的比例，发现黄海的小型水母丰度水平最低，为0.8（0.04–1.3）ind. m-3，只占浮游动物丰度的 < 0.5 %，表明小型水母在黄海海域并非占优势的功能群。（2）在中国黄东海采集的沙海蜇和在日本采集的越前水母的COI基因序列差异（0.2%）处于种内水平，从分子水平上证明两者为同一个种类，基于形态学和分子生物学的证据，我国大型水母沙海蜇的分类地位可初步订正为：Nemopilema nomurai Kishinouye, 1922（Scyphozoa：Rhizostomeae：Rhizostomatidae）。（3）利用渔业底层拖网的方法对黄东海大型水母的种类组成，总生物量及各优势种类生物量的时空分布进行了半定量研究。结果共鉴定到11个种（类），其中沙海蜇（Nemopilema nomurai），洋须水母（Ulmaridae genus sp.）以及多管水母（Aequorea spp.）为黄海的优势种（类），沙海蜇（只在东海北部）和霞水母（Cyanea spp.）为东海的优势种（类）；这四个种（类）的湿重随着伞径的增大成冪增长的方式。大型水母平均总生物量的季节变化模式为：3月份水母总生物量最低，为4.6 ± 9.4 kg km–2，春夏季随着海水表层温度的升高，大型水母的生物量逐渐增加，9月初水母的总生物量达到最高值，为22891 ± 25888 kg km–2，随后随着海水的温度下降，生物量也逐渐下降。洋须水母的生物量在10月份达到最高值（2780 ind. km–2，1807 kg km–2），主要在黄海中部出现。多管水母在5月份丰度最高，为8262 kg km–2，且主要分布在30N以北海域。 聚焦大量爆发的水母种（类）沙海蜇和霞水母，基于实测的拖网资料，提供了该种可见的浮游阶段1周年的地理发生和生物量数据；结果表明，这两个种（类）表现了不同的季节出现和生物量格局：首先是黄海出现的沙海蜇（5–12月在黄海出现），5月份少量幼水母体在黄东海的交界处出现，6月它们的分布范围在南黄海扩大，到8月末及9月初沙海蜇几乎遍布黄海，其生物量和丰度以压倒其他大型水母类的优势形成“bloom”（生物量占所有大型水母的96.7%，丰度占93%，在南黄海平均生物量20446 kg km-2，平均占渔获物生物量的86.1 %），10月份至12月，沙海蜇的生物量逐渐减少甚至为零，其分布区域也向北回缩。其次为东海出现的霞水母（5月–10月）：霞水母在5月初达到生物量的高值（平均生物量为380 kg km-2），其伞径随纬度的升高而变小，8月至10月其生物量骤然下降。这两个种类的生物量高值分布在温度或潮汐锋区。结合水文条件及沙海蜇和霞水母关键的生活史策略推测了黄东海该种浮游阶段的生活史模型。 最后，通过对黄海8、9月份沙海蜇生物量的最高峰或暴发时期的呼吸率，摄食率进行估算，获得其每天对浮游动物现存量及生产力的潜在摄食压力，结果表明2006年9月在对沙海蜇最大捕获率的情况下，沙海蜇的摄食率为8.37（0.12–37.83）mg C m-2d-1，假设都以浮游动物为食，这时每天对浮游动物现存量及生产力的摄食压力分别为11.2%（0.17–50.6%），134.1%（1.98–605.7%）。因此在沙海蜇暴发期间对浮游动物的潜在的消耗非常大，甚至为毁灭性的。

黄、东海海洋异养细菌的生态学研究

该文利用表面荧光显微镜观测计数法和[甲基-<'-3>H]胸腺嘧啶示踪法对春秋两季节中国黄、东海异养细菌生态分布及其生产力状况,以及异养细菌及其生产力与浮游植物叶绿素、无机氮盐之间的关系进行了研究.主要内容如下：春秋两季节黄东海海洋异养细菌丰度大致相当,异养细菌平均值在5～7×10<'8>Cell/l范围之间.春季异养细菌丰度总体表现为随离岸越远先逐渐降低后略微增高的趋势,秋季异养细菌丰度有离岸越远逐渐增高的趋势.秋季黄、东海海洋异养细菌生产力明显高于春季,并且秋季异养细菌的生长率也高于春季.秋季异养细菌生产力与初级生产的比值明显高于春季,且东海高于黄海.春季异养细菌生物量与浮游植物叶绿素及无机氮盐之间无明显相关性.秋季异养细菌生物量与浮游植物叶绿素相关性在东海有较显著相关性,在黄海该相关性比东海低;异养细菌生物量与NO<,3>ˉ和DIN表现出明显相关性,该相关性在黄海明显高于东海.异养细菌在一年的变化有明显规律,冬季最低,秋季和春季相当.在一天当中,异养细菌数量变化有一定规律性,且其变化与浮游植物细胞数量变化有一定关系.

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。

长江口上升流区营养盐动力学

近年来，东中国海赤潮灾情严重，且74.7%的赤潮集中在 30°30′～32°00′N、122°15′～123°10′E的“赤潮高发区”。在研究该区赤潮成因时，长江口沿岸上升流的影响越来越受到人们的关注，并被一些专家观测和研究。但目前为止，针对该区营养盐动力学特征及其对叶绿素a影响的研究较少，且不系统。 本文根据2004年四个季度月的调查资料，系统地探讨了长江口上升流区营养盐动力学特征；估算了上升流的营养盐通量，并和陆源输入通量进行了比较。初步探讨了上升流对该区营养盐结构和浮游植物生长的影响。为深入研究长江口富营养化和赤潮形成机制提供了参考。 结果表明春季在122°20′～123°00′E，31°00′～32°00′N以北海域存在低温、高盐、低溶解氧的沿岸上升流。它不但可把底层高含量磷酸盐输送到10m层以上海区，而且还为上层海区输入了相对低含量硝酸盐和硅酸盐，从而改善了上层营养盐结构，使得营养盐比值接近Redfield Ratios，同时还改善了上层的透明度；从而有利于浮游植物的繁殖。夏季上升流受到强大的长江冲淡水压制，表现不如春季明显，主体水团出现在122°20′～123°00′E，31°15′～31°50′N海区10m层以下。 在秋、冬季，上升流现象被更强的对流现象所掩盖，表现为台湾暖流表层水的入侵。表、底层水域不仅温、盐度分布十分接近，而且营养盐结构差异也较小。冬季台湾暖流水中的磷酸盐含量远比秋季高，与春、夏季上升流水团中磷酸盐含量接近。硝酸盐和硅酸盐含量比秋季稍高，比春、夏季上升流水团中的含量稍低。 叶绿素a季节性分布表明，在春、夏季的10m层以下水域，叶绿素a受到透明度限制，含量相差不大；而在表层和10m层之间，春季叶绿素a的含量远高于夏季，说明春季的营养盐结构和自然条件更有利于浮游植物的繁荣生长。在秋季台湾暖流水影响的区域，表层叶绿素a含量较夏季稍低。而冬季该区叶绿素a含量则是最低的。 对长江口上升流水团春季营养盐通量的计算结果表明，上升流水团中磷酸盐输送通量远远高于长江径流输入，是其径流通量的两倍以上，可能会成为影响该海区磷酸盐分布以及浮游植物生长的一个值得关注的因素。 关键词：上升流，营养盐动力学，营养盐结构，叶绿素a，长江冲淡水

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。

东海典型海域溶解无机碳的稳定碳同位素研究

本文采用碳稳定同位素比分析法，进行了29个调查站的溶解无机碳稳定同位素的研究。研究结果表明，海水的混合强度是决定#delta#~13C-DIC分布的重要因素；在表层海水中，海－气界面二氧化碳交换和浮游植物光合作用对#delta#~13C-DIC影响较大；在中、底层海水，特别是底层海水中，有机物的氧化分解作用对#delta#~13C-DIC影响较大。

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。

东海南部流-涡结构分析与动力机制研究

东海作为全球海洋变化中最为敏感的海区之一，其环流变异不仅直接影响东亚和我国的气候，还关系到海区内营养盐的输运和污染物的净化。鉴于东海环流在中国近海环境和海上工程、海洋活动所起的重要作用，其研究是我国海洋工作者工作的重点。 31N以南的东海南部海域是水文调查最为丰富的海域，目前已经积累了超过8 000 000个站点水文数据（温度、盐度）和12 000 000站点流数据（流速、流向），这些数据为该海域的物理海洋学研究提供了坚实的物质基础。本文以东海南部海域的流-涡结构为研究对象，以丰富的观测资料为基础，辅以MASNUM浪-潮-流耦合模式，通过数据分析、模式验证和动力机制分析相结合的方法，明确东海南部海域存在的各个海流系和涡旋结构。 本文研究内容主要包括东海黑潮的流速结构及其时间变化特征、黑潮分支和海温之间的关系、黑潮右侧逆流的季节特征、黑潮左侧逆流的存在性验证、东海黑潮环流子系统的构成、台湾海峡内海流的路径和流量、台湾暖流的水体来源和路径、涡旋和冷（暖）中心的季节分布特征。

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。

东海天然气水合物地球物理特征及全波形反演方法研究

地球物理方法是目前海域天然气水合物和游离气识别与预测分析的重要手段，并且已经由早期主要研究地层的速度和振幅信息发展到利用波形特征进行叠前反演，提取多种属性、多种弹性参数进行综合分析的阶段，因此对水合物地层进行综合地球物理属性研究具有重要的理论意义和实践意义。 本文通过对2001年东海973航次在冲绳海槽取得的多道地震数据进行有针对性的特殊处理，并通过精细地地震地层解释，发现海槽南部存在大量的泥底辟构造并伴生天然气水合物。针对DMS01-5测线上的泥底辟构造，分别从叠加速度分析、砂泥岩比分析、计算海底热流与实测海底热流对比分析、流体势能分析和波阻抗反演分析等几方面探讨了泥底辟型天然气水合物的地球物理特征，并对该处底辟顶部和其周围岩层中似海底反射（BSR）的成因进行了探讨，认为这里的BSR并不代表天然气水合物稳定带的底界，而分别对应于天然气水合物生成带的底界和游离气的顶界。 基于波动方程的一维半空间叠前全波形反演可以求取多个弹性参数，同时可以获得水合物沉积层精细的速度结构，这对天然气水合物和游离气的识别进而估算天然气水合物和游离气的含量至关重要。本文系统讨论了在Kennett广义反射透射系数矩阵正演基础上叠前全波形反演的遗传算法。Kennett广义反射透射系数矩阵正演算法包含了自由表面反射、薄互层层间多次反射波、透射反射波以及P-SV波之间的相互转换波，适合水合物层精细速度结构研究。采用遗传算法进行全波形反演克服了传统局部线性最优化方法依赖初始模型，需要利用目标函数导数信息的不足之处，算法收敛速度较快并且具有一定的稳定性。

东海内陆架泥质区EC2005孔沉积特征及古环境记录

本论文通过对东海内陆架浙闽沿岸泥质沉积带EC2005孔沉积物岩性、粒度、AMS14C测年、粘土矿物以及全岩矿物衍射分析、沉积物常微量元素和稀土元素分析、总碳氮以及有机碳氮分析、磁化率测试和综合研究，以EC2005孔岩芯记录为依据分析了研究区的沉积环境演化、海平面升降、浙闽沿岸流形成历史以及蕴含的古气候信息，探讨了陆源物质矿物、地球化学成分与粒度的关系。 EC2005孔岩芯自底部至41.00 m（17.3~13.1 ka BP）为末次冰消期以来的湖泊三角洲沉积序列，物质来源主要是来自湖盆流域物质的输入。随着海平面逐渐上升，海水自13.1 ka BP开始侵入研究区，自12.3 ka BP开始海水深度加大，沿岸流的地位开始显现，7.3 ka BP以来，形成了高海平面以来主要受沿岸流控制的浅海沉积。稀土元素结果显示，东海内陆架EC2005孔12.3~9.8 ka BP是以湖盆流域近源物质为主向长江物质为主转变的过渡阶段，自大约10~9.8 ka BP开始，由于海水深度的进一步加大、沿岸流作用进一步增强，长江物质对研究区的物质供给成为主导。海平面的升高以及沿岸流的形成是物质来源发生变化的重要原因。 东海内陆架泥质沉积物中全新世期间长达700 a（5.9~5.2 ka BP）的高分辨率细粒敏感组分资料揭示的东亚冬季风增强，与GRIP冰芯δ18O揭示的冷期具有良好的对应关系。5500 a BP前后东亚冬季风突然增强，与世界范围内的5500 a BP强降温事件非常一致。功率谱分析揭示出62 a和11 a的太阳活动周期以及与现代ENSO周期相似的6 a和5 a周期，因此，中全新世东亚冬季风演化可能是太阳活动以及古ENSO事件对全球气候系统的影响所致。 东海内陆架区对末次冰消期至早全新世气候回暖的记录与该时期世界性的广泛记录相一致，应该是轨道时间尺度上太阳辐射增强与ITCZ北移以及太阳活动变化综合影响的结果。东海内陆架浙-闽沿岸泥质带EC2005孔存在的4个百年时间尺度上快速沉积事件：12.3~12.1 ka BP、7.5~7.3 ka BP、5.9~5.2 ka BP和1.5~1.3 ka BP，与新仙女木事件、7.3 ka BP冷事件、第二新冰期（5.5 ka BP强降温事件）以及北大西洋1.4 ka BP浮冰事件均有良好的对应，世界范围内广泛存在的8.2 ka冷事件对本钻孔沉积也形成了一定影响。 EC2005孔磁化率变化受到多种因素的制约，如岩性粗细、早期成岩作用以及人类活动等的影响。近3.6 ka以来，磁化率的剧烈波动可能是由于人类活动影响造成的。东海内陆架EC2005孔TOC、TN和TOC/TN的大小主要受控于岩性变化。 此外，根据陆源物质粒度和矿物成分之间的关系，建立了陆源物质平均粒径与主要矿物成分含量大小的函数模型。地球化学成分与其所赋存单种矿物的相关性分析则进一步表明，陆源矿物种类和含量控制着地球化学成分及其含量，矿物种类和含量对地球化学成分的控制是决定性的，而粒度对元素（化学成分）的“控制”实际上是由于不同粒度的矿物组分不同而造成。