本文针对2022年冬季一次强寒潮引发的渤、黄、东海风暴潮过程，利用WRF和FVCOM模式构建了高分辨率大气-海洋耦合数值模型，系统分析了该过程的时空演变特征及动力学机制。模拟结果显示：寒潮初期，在强偏北风作用下，渤海海水由北向南输运，导致辽东湾和渤海湾显著减水，而莱州湾因岸线阻挡产生堆风增水；随寒潮南下，水体向黄、东海方向移动，渤海全境依次转为减水状态。此次过程在渤、黄、东海沿岸诱发了两次显著的增水事件。通过对黄海两岸验证站点的余水位进行经验模态分解发现，IMF3模态清晰地捕捉到了陆架波在朝鲜半岛西岸由北向南传播并跨越黄海抵达山东半岛南部的物理特征。研究表明，第一次增水由局部风应力强迫与陆架波传播共同驱动，而第二次增水则主要受控于陆架波的自由传播。 本研究揭示了冬季寒潮背景下远场传播的陆架波对近岸水位波动的重要贡献，可为防灾减灾提供科学理论支撑。

针对浙江沿海北上型台风频发趋势，本研究以台风“灿鸿”（1509）为例，基于Delft3D模型构建了中国海-浙江沿海风浪流耦合模型，分析了台风登陆前后浙江沿海风暴潮增水的时空演变过程，并对风应力、气压、波浪及天文潮等动力因子增水的相对贡献进行了量化。研究结果表明：在台风登陆前后的24 h内，三门湾、象山港及杭州湾依次出现增水极值，最大增水达3.4 m；浙江北部海域的增水强度大、退水慢，而南部增水均匀、退水快。风应力增水的空间分布与总增水一致，对总增水的贡献最高（60%~90%以上），其增水多集中于低潮阶段；气压增水的空间分布较均匀，贡献次之（20%~50%）；波浪增水主要发生在低潮期的近岸浅水区，贡献最小（10%~20%）；潮涌相互作用可加大局部海域的增水极值并延缓退水过程，在杭州湾、三门湾等海域增水中的贡献占比可达30%~50%。对浙江沿海各因子增水贡献的归一化分析表明，风应力增水贡献表现为北部显著高于南部；气压增水与潮涌相互作用的贡献总体相当，在北部海域，潮涌相互作用的贡献更强，而在南部海域，气压增水的贡献更强；波浪增水贡献为南部海域略高于北部海域。总体上，“灿鸿”等北上型台风会导致浙江北部沿海风暴潮呈现增水强度大、持续时间长、退水缓慢的特征，使其面临更大的洪水风险。

为弥补东亚夏季风现代观测资料的不足，完善其动力学认识，提升对其未来演变的预估能力，本文利用CMIP6-PMIP4多模式，对全新世暖期与当前增暖下东亚夏季风的响应进行模拟，明确其差异、成因和影响因素。研究发现：东亚夏季风在全新世暖期的增强幅度远大于当前增暖，该响应差异源于全新世暖期和当前增暖驱动因素的不同，当前增暖下气溶胶排放的影响进一步减弱了东亚夏季风的响应幅度。全新世暖期东亚夏季风显著增强，呈现北方降水增多、南方降水减少的空间分布；当前增暖下季风响应微弱，降水空间分布与全新世暖期明显不同。夏季海陆热力对比差异是两类暖期季风响应差异的核心机制。本研究明晰了东亚夏季风对不同外强迫驱动增暖的响应规律，深化了对季风动力学的认识，可为东亚夏季风未来演变的准确预估提供科学依据。

本文基于卫星高度计涡旋数据集，对西北太平洋中尺度涡进行分类统计和特征分析，并通过合成分析法重构各类涡旋对应的海表温度异常（sea surface temperature anomaly， SSTA）和海面高度异常（sea level anomaly， SLA）的空间结构，对海域中尺度涡分布特征展开分析。将研究海域分成北赤道流（North Equatorial Current， NEC）、副热带逆流（Subtropical Countercurrent， STCC）和黑潮延伸体（Kuroshio Extension， KE）三个海域，以11—12月和1—4月为冷季， 5—10月为暖季，按照涡旋极性进行分类、统计和分析。结果显示，研究海域涡旋通常为气旋冷涡与反气旋暖涡，但也存在气旋暖涡和反气旋冷涡两种反常涡旋，反常涡旋的数量占涡旋总数的比例约为22.5%。反常涡旋发生概率为低纬度高于高纬度、暖季高于冷季。常规涡旋的SSTA与其振幅呈正相关，随纬度升高幅值增大，且冷季均值高于暖季；反常涡旋的SSTA整体弱于常规涡旋，且未表现出明显的区域与季节差异。合成分析显示，与常规涡旋相比，反常涡旋形态更偏离圆形，振幅和SSTA变幅较小。

印度洋俯冲带是全球最活跃的板块边缘之一，也是研究大洋俯冲过程的重要区域。尽管该区海沟的构造演化与深部结构已得到广泛研究，但针对海沟洋坡岩石圈挠曲的探讨仍相对有限。为揭示印度-澳大利亚板块俯冲过程中海沟岩石圈挠曲特征及其动力学意义，本文选取印度洋俯冲带的南苏门答腊-爪哇海沟作为研究区，基于研究区的地壳厚度、大地水准面起伏及水深数据，对东、中、西三段洋坡进行挠曲模拟，并通过非线性最小二乘拟合，获得各段岩石圈的挠曲特征与有效弹性厚度（T_e）。模拟结果显示，爪哇海沟的挠曲位置约在16~76 km处，挠曲幅度约为68~192 m，有效弹性厚度约为20~34 km。空间上，T_e值在中段最大，在东、西段较小，东段略高于西段。海沟挠曲特征在空间上表现出显著的差异性，主要受控于不同的地质构造因素：东段T_e值较低主要归因于下地幔热上涌引起的岩石圈软化；中段T_e值较高，指示其岩石圈整体刚性较强，但在邻近Roo 隆起及海山侵入等局部构造条件影响下，板块前缘应力集中，导致部分剖面仍表现出较大的挠曲幅度；西段T_e值较低则可能与年轻板块、较强构造活动及流体作用导致的岩石圈强度降低有关，但由于该段俯冲速率较低、板块下沉较浅且拉张作用有限，其整体挠曲幅度仍相对较小。

琼东南盆地是中国南海北部的新生代含油气盆地，深水区油气资源丰富，是我国深水勘探的重要领域。本研究基于岩心与录井资料，对永乐10-6构造典型井陵水组开展了流体包裹体岩相学观察、含油包裹体丰度分析和均一温度测试，结合埋藏史-热演化史厘定了油气充注期次，综合生烃演化、断裂活动史等，重建了油气成藏过程。结果显示：研究区陵三段存在多种类型包裹体，分别为液态油包裹体、纯CH₄气包裹体和含CO₂盐水包裹体。其中油包裹体主要发蓝色荧光，指示以高成熟度原油充注为主。W2井和W3井油包裹体的丰度分别为1.23%和3.50%，表明研究层位处于油气运移通道上。研究区存在三期成藏，分别为早中新世（20.9~17.2 Ma）、晚中新世（10.2~7.6 Ma）、上新世至今（5.0~0.0 Ma）。其中早中新世和上新世为原油充注，晚中新世和更新世为天然气充注，自更新世（2.0 Ma左右）开始，有幔源CO₂充注至今。油气成藏时间总体上具有北早南晚的特征，位于永乐10-6构造北块的W1井和W2井的成藏时间要早于南块的W3井和W4井。永乐10-6构造的四口井均存在纯CH₄气和CO₂充注，但油充注仅发生在W2井和W3井中，且为高成熟度油充注。宝岛凹陷因烃源岩两期生烃、早期断裂活动与后期静止，造就了其“油气差异聚集、早油晚气、北早南晚、多期成藏”的特点。本研究揭示了琼东南盆地宝岛凹陷低勘探区的油气充注期次，重建了油气成藏过程，对下一步的油气分布预测和油气勘探部署具有一定的指导意义。

波浪由深海向近岸传播过程中，受近岸水深的变化以及复杂地形的影响会发生反射、透射等现象，尤其当海床地形呈现周期性变化时还会出现著名的波浪布拉格共振现象。本文基于修正缓坡方程，建立了相应的有限差分求解模型，研究了珊瑚环礁断面地形对波浪反射与透射的影响。首先，针对波浪入射水平海床上周期性梯形地形的反射问题进行了算例验证，计算结果与既有解析解吻合良好，验证了模型的可靠性。在此基础上，系统分析了不同潟湖相对深度（潟湖水深相对研究区水深，h₁/h₀）和采掘坑相对深度（采掘坑深度相对研究区水深，h_p/h₀）对波浪反射与透射系数的影响规律。结果表明：随着h₁/h₀的增加，波浪发生共振时对应的反射系数显著提高，透射系数逐渐减小，共振带的带宽扩展，且反射与透射波的共振频率均出现下移现象。而随着h_p/h₀的增加，波浪共振对应的反射系数略有降低，透射系数则呈现一定的增大趋势；并且随着h_p/h₀从3/7增至5/7，反射与透射波的共振频率还出现了上移现象。

锰作为一种重要的金属矿产资源，具有广泛的应用价值，同时其潜在的环境危害不容忽视。近岸陆源污染物的排放以及深海海底采矿过程中Mn²⁺的释放可能导致海水中锰含量超标，进而对海洋生态系统构成威胁。然而，海洋大型底栖生物对锰等金属胁迫的分子响应机制仍不明确。为此，本文以广泛分布的海洋底栖生物小刺蛇尾（Ophiothrix exigua）为研究对象，开展了锰暴露响应的转录组学分析。通过转录组测序与比较，共鉴定出3 756个差异表达基因，其中1 347个单基因表达上调，2 409个单基因表达下调。GO功能富集分析与KEGG通路富集分析进一步表明，过量锰离子对小刺蛇尾的神经系统和代谢功能产生了显著影响。

全球气候变化背景下，海洋酸化与暖化对汞污染生态毒性效应的复合影响及其机制是环境科学领域的研究热点。本文系统梳理现有研究进展，分析酸化与暖化单一或复合胁迫对汞的生物累积、毒性效应及生物响应的影响。研究发现：海洋酸化可抑制汞的生物累积，诱导生物通过能量补偿与应激反应降低汞毒性，显示出两者的拮抗作用；海水暖化与汞污染则表现为协同效应，暖化通过加速生物代谢、促进汞累积、诱发氧化损伤，加剧汞的生态毒性；在酸化与暖化复合胁迫下，汞累积的抑制效应可被部分抵消，同时免疫防御下调、繁殖损伤加剧，使得汞的毒性效应总体增强。研究表明，单一考虑酸化或暖化气候压力，易严重低估海洋汞污染的长期生态风险，根源在于忽略了复合胁迫中暖化对酸化的抵消作用以及复合胁迫引发的能量成本超出生物代偿能力这一关键机制。未来亟需开展多环境因子、多生物世代与生态系统尺度的整合研究，厘清复杂气候变化背景下的汞污染毒性效应作用机制，为制定精准的风险管控策略提供科学依据。

浮游植物的垂直结构是理解南大洋-印度洋扇区生物碳汇功能的关键。本研究综合遥感、BGC-Argo浮标观测及再分析数据（2015—2018年），系统分析了该海域浮游植物叶绿素a（Chl a）与浮游植物碳生物量（phytoplankton carbon biomass，C_phyto）垂向分布的季节与年际变化及其环境驱动机制，并重点探讨了2015/2016厄尔尼诺事件的影响。结果表明，Chl a主要分布于0~100 m上层水体，在10~100 m存在次表层叶绿素最大值层（subsurface chlorophyll maxima layer，SCML）。浮游植物分布的季节变化显著：夏季（南半球，12月—次年2月），光照充足（PAR均值>100 μmol·m^-2·s^-1），0~100 m层Chl a和C_phyto均达到全年峰值（Chl a质量浓度平均值>0.75 mg·m^-3，C_phyto平均值>20 mg·m^-3）； 冬季（6月—8月），光照减弱且混合层加深，SCML结构消退，Chl a质量浓度平均值（< 0.5 mg·m^-3）和C_phyto平均值（< 10 mg·m^-3）均降至全年最低水平， 其中Chl a分布垂向扩展至200 m左右，而C_phyto 的垂向分布范围未显著改变，二者呈现明显的解耦状态。进一步分析发现，2015/2016年厄尔尼诺期间，埃克曼抽吸增强导致温跃层抬升，真光层营养盐供应增加，使夏季浮游植物爆发强度增大（Chl a质量浓度>1 mg·m^-3）且持续时间延长（持续约7个月）。该研究可为评估南大洋碳汇潜力及厄尔尼诺等极端气候事件对浮游植物碳泵的影响预测提供科学支撑。

有机碳是河流-河口-近海连续体（以下简称连续体）碳循环的关键变量之一，厘清其时空分布特征及影响因素是开展碳循环研究的重要基础。本研究基于2023年2月（枯水季）和2023年7月（丰水季）的观测数据，分析了瓯江陆海连续体中颗粒有机碳（POC）和溶解有机碳（DOC）的含量、空间分布及季节变化特征。结果表明，无论是POC还是DOC，其在丰水季的质量浓度普遍高于枯水季。具体来看，枯水季POC质量浓度范围为0.43~20.56 mg/L，平均值为3.91 mg/L；丰水季POC质量浓度范围为0.15~32.78 mg/L，平均值为7.89 mg/L；枯水季DOC质量浓度范围为0.82~2.17 mg/L，平均值为1.37 mg/L；丰水季DOC质量浓度范围为1.35~3.80 mg/L，平均值为2.16 mg/L。从空间分布来看，POC质量浓度在河口段较高，在河流段和近海段较低；而DOC质量浓度则在河流段和河口段较高，在近海段相对较低。特别地，河口段的POC和DOC质量浓度均表现出对盐度的非保守性行为。综合分析盐度、总悬浮物质量浓度、最大浑浊带及其他环境因子，认为丰水季较高的降水量和径流量增强了流域的径流冲刷与侧向淋溶作用，是导致有机碳含量在丰水季高于枯水季的主要原因；而最大浑浊带的发育以及人类活动产生的有机质排放，则是有机碳在河口段富集的关键因素。