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通过遥感和GIS技术获取1973—2018年的Landsat TM/OLI遥感影像为数据源,结合地理背景资料,分析45 a来珠江三角洲地区海岸线时空演变情况。结果表明:珠江三角洲地区海岸线变迁显著,大量的淤泥质岸线转变为城镇工业岸线和港口岸线,珠江三角洲地区岸线人工化指数不断上升,岸线类型朝向多元化方向发展,岸线总长度和分形维数不断增加,港口建设、滨海工业区、围垦填海等是岸线长度和分形维数增加的主要因素;海岸线演变呈现明显的区域特征,变化较大区域主要集中在深圳大鹏湾、广州南沙和珠海斗门;从岸线开发利用主体结构上看,各大岸区都出现了不同类型的变化趋势,城镇工业岸线与港口岸线取代自然岸线成为各区海岸线的主体类型;各地区开发利用强度不断上升,其中深圳市开发强度增速最快,社会活动和区位政策是引起岸线演变的主要驱动因素。

长江口邻近海域具有显著的强潮特征，除近岸海域外，离岸海域缺乏长期实测的潮汐潮流资料。本文分析了长时间序列的水位观测资料，结果显示长江口海域的潮汐类型属于正规半日潮，近岸海域浅水分潮显著；M2分潮是最显著的半日分潮，振幅具有从东面开阔海域向西面杭州湾口浅水海域或岛群增加的趋势。剖面海流观测资料表明本海域的潮流类型为正规半日潮流，M2分潮流是最显著的半日分潮流，以旋转潮流为主；长江口门南侧两站为逆时针旋转，口门以东站位均为顺时针旋转。潮流的垂直结构具有显著的空间差异，M2分潮流的椭圆率多为负值，潮流的椭圆率、最大流速方向和最大流速到达时间都随深度变化显著。

河流-河口-近海连续体(简称连续体)是连接陆地和大洋的过渡地带，也是目前全球碳收支估算的薄弱环节。这个复杂的海陆交互生态系统不仅可以通过光合作用、溶解作用吸收大气中的CO2，陆地和流域光合作用或化学风化作用固定的碳也可以被横向输送到陆架和大洋中。本文以国际上著名的切萨皮克湾以及长江-长江口-东海等为例，综述了连续体碳循环研究的进展，并指出通过陆海统筹、海空一体、点线面结合的系统观测，结合动力-生态数值模拟、沉积记录开展多时空尺度过程机制分析研究，是阐明气候变化与人类活动双重压力下，河流-河口-近海连续体碳交换的演变规律及其对碳收支的影响的可行途径。

随着海洋观测数据和数值模式产品的爆发式增长,人工智能方法在海洋学研究中展现出巨大的潜能。该文首先回顾了海洋大数据科学的发展历程,并详细介绍了人工智能在海洋现象识别、海洋要素与现象预报、海洋动力参数估算、海洋预报误差订正和海洋动力方程求解中的研究现状。具体地,阐述了海洋涡旋、海洋内波和海冰等海洋现象的智能识别研究,海面温度、厄尔尼诺-南方涛动、风暴潮、海浪和海流的智能预测研究,数值模式中海洋湍流过程参数化方案的智能估算研究以及海浪、海流等海洋现象预报误差的智能订正研究。此外,还讨论了物理机制融合和傅里叶神经算子在海洋运动方程智能求解中的研究进展。该文立足于当前人工智能海洋学的发展现状,旨在全面展示人工智能技术在海洋学领域的优势和潜力,并聚焦于海洋数字孪生和人工智能大模型两个新兴的研究热点,展望未来人工智能海洋学的发展方向,为海洋学者提供启示和参考。

红树林、滨海盐沼和海草床是典型的滨海蓝碳生态系统,具有相当可观的固碳能力。植被碳库和沉积物碳库是蓝碳生态系统有机碳的主要载体,其变化过程决定了生态系统的整体固碳能力。本文尝试从碳库相互作用的角度出发,通过文献梳理,总结不同植被碳库之间、不同沉积物碳库之间以及植被碳库和沉积物碳库之间相互作用的研究进展,指出物种竞争、外源碳输入以及生物地貌学过程在碳库相互作用中所起到的重要作用,并提出滨海蓝碳生态系统碳库研究中存在的问题和未来研究的方向。

海表盐度是研究海洋变化及其气候效应重要的物理量。本文将2018年SMAP卫星的月均、日均海表盐度产品分别与Argo月均网格化产品、实时散点盐度数据进行比较，评定其精度，并分析全球海表盐度分布特征。结果表明：SMAP卫星月均产品RMSE为0.17，BIAS为0.11，STD为0.17，R为0.98，t检验呈显著相关；SMAP卫星日均产品RMSE为0.28，BIAS为0.23，STD为0.26，R为0.81，相较月均产品，精度较低。SMAP卫星月均产品偏差在中纬度海域较小，在高纬度海域较大；SMAP卫星日均产品偏差在太平洋海域为-0.6~0.6，在地中海海域超过1.0。全球海表盐度在25.0~40.0之间，沿纬度方向呈带状分布，其中大西洋海表盐度普遍高于太平洋和印度洋。

利用EN4(the UK Met Office EN4.2.1 analyses)盐度数据发现北太平洋副热带高盐中心——北太平洋热带水(NPTW)的海表面积与体积在2000—2008年、2014—2017年存在下降趋势,2008—2014年期间存在上升趋势,进一步的研究表明,这些变化与太平洋年代际震荡(PDO)的位相转换紧密相关。利用淡水通量数据以及ECCO2(Circulation and Climate of the Ocean, Phase II)流场数据计算分析后表明,淡水通量对NPTW的变化贡献较小,而水平输运对NPTW的表面积以及体积变化贡献较大,这与PDO正(负)位相期间北赤道流(NEC)的向北(南)摆动有关。

本文对2018年利用“海龙Ⅲ”ROV在南海东北部陆坡采集到的多金属结核样品进行了矿物学和地球化学分析。结果表明研究区结核以棒状为主,具有2层结构。结核外层的矿物学和元素组成特征与水成型多金属结核较为相似。结核内层多发育孔洞,以针铁矿为主,有黄铁矿残余,Fe、As元素含量高,Mn、REE等元素含量低。NH-2结核样品内部的碳酸盐组分的全岩δ¹³C为-30.91‰。所研究结核样品的早期形成过程与冷泉活动密切相关,结核生长后期冷泉活动停止或是减弱,在等深流作用下结核黄铁矿被氧化成针铁矿,之后锰铁氧化物继续在结核外部生长。

轨道数据是卫星资料处理过程涉及的重要参数，高质量HY1C卫星产品离不开准确的轨道计算。本文从两行报(TwoLine Orbital Element，TLE)中提取数据，使用STK(Satellite Tool Kit)软件准确模拟出卫星轨道并输出星历表，通过比较两种计算HY1C卫星轨道算法的精度，评估摄动因素对轨道计算的影响。方法一未考虑摄动，以参考时间的轨道根数为基础外推出观测时间的星历参数，进而计算卫星轨道数据；方法二采用考虑摄动的SGP4模型进行轨道计算。结果表明摄动对轨道计算结果影响明显：不考虑摄动的算法随着时间的推移误差显著增大，0.5 h内位置和速度误差分别小于10 km和10 m/s；考虑摄动的SGP4模型算法计算速度快、计算精度高且稳定性好，24 h内位置和速度误差分别小于68 m和0.051 m/s。因此，SGP4模型算法可用于近轨卫星HY1C的高精度轨道计算。

基于WOA18(World Ocean Atlas)温盐数据集,分析印度洋等密度面的气候态分布,而后选取1985—1994年、1995—2004年和2005—2017年3个时段,分析等密度面的年代际变化。研究给出了11个等密度面深度的气候态分布,其中σ₀=26.00 kg/m³的等密度面(参考压强为0 dbar)在 40°S附近露头,随着位势密度的增大,等密度面露头区逐渐南移直至消失;位势密度大于σ₀=26.95kg/m³且小于等于σ₂=37.00kg/m³的等密度面最深处均位于马达加斯加南侧,在北印度洋的深度变化不大。重点分析了σ₀=26.00 kg/m³,σ₁=31.87 kg/m³(参考压强为1 000 dbar),σ₂=36.805 kg/m³(参考压强为2 000 dbar)3个等密度面深度和盐度的年代际变化,研究表明两者均存在显著的年代际变化。对于σ₀=26.00kg/m³等密度面,深度先变浅后加深,年代际变化主要位于30°S—40°S(等密度面深度快速变化区);等密度面盐度在1995—2004年和1985—1994年的差异与2005—2017年和1995—2004年的差异中基本呈现相反的变化。 σ₁=31.87kg/m³和σ₂=36.805kg/m³的等密度面深度年代际变化都集中于40°S—50°S海域;总体上盐度的年代际变化前者表现为减小,后者表现为增加。

基于中国气象局台风最佳路径数据集和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)风场再分析资料，遴选出1979—2019年影响上海的241场历史台风事件。采用ADCIRC风暴潮模型对241场历史台风所引起的风暴潮过程进行了模拟，计算得到了上海沿海历史风暴增水数据集，由此对上海沿海代表站点的历史风暴增水进行了特征分析。结果表明，崇西闸、堡镇、吴淞口、高桥、芦潮港、金山嘴、洋山港站和绿华山等8个代表站历史最大增水在1.38~2.58 m之间，各站最大增水小于1 m的累积频率均超过0.9。尽管各站最大增水时间序列未通过MannKendall趋势性检验，但吴淞口站的年最高水位却呈现出显著的增加趋势，这可能与上游径流、天文潮、风暴潮和海平面变化等因素的综合影响有关。

通过波浪水槽实验对大糙率礁面存在下珊瑚礁海岸附近规则波非线性特征参数(偏度、不对称度和厄塞尔数)的变化规律进行了研究。实验采用圆柱体阵列来模拟礁面的粗糙度,测试了一系列规则波工况。结果表明:偏度、不对称度和厄塞尔数的幅值分别在珊瑚礁破碎带结束位置、破碎带内和破碎带开始位置达到最大。3个参数的幅值均随着入射波波高的增大而增大;偏度值随着波浪周期的增大而减小,不对称度幅值和厄塞尔数随着周期的增大而增大;偏度值随着礁坪水深的增大而增大,不对称度幅值和厄塞尔数随着礁坪水深的增大而减小。深水厄塞尔数可以用来描述礁坪上波浪非线性参数的变化,最后给出了用其预测礁坪上3个非线性特征参数的经验关系式。

孟加拉湾内和湾口附近有丰富的中尺度现象，本文利用2.0版可分辨低纬地区中尺度涡的Chelton数据集，通过溯源的方法得到中尺度涡的源地分布。苏门答腊岛西北海域(以5°N，94°E为核心的区域)是中尺度涡重要源区之一。通过拉格朗日方法的涡旋追踪表明，1993—2017年该海域(3°N—6°N、92°E—95°E)，分别有57个气旋式和40个反气旋式中尺度涡。频谱分析显示海表面高度异常存在180 d和360 d两个显著周期。地形和风场的共同作用是该海域产生中尺度涡的动力机制：沿5°N西传的罗斯贝波在海岭地形的作用下触发了中尺度涡的生成；赤道风场是源区重要的能量来源，局地风场能诱发中尺度涡的极性。本研究也揭示了以往文献虽刻画了苏门答腊岛西北部海域为高涡动能区，却没有识别出较多中尺度涡的原因。

近20 a来,东海近岸海域频繁爆发了大规模的东海原甲藻藻华,造成了该海域生态系统的严重失衡。2013年前的调查研究显示东海原甲藻藻华发源于台湾暖流锋面,随台湾暖流锋面入侵近海而发展扩大,但受调查范围限制未能明确该藻华最早发生位置。本研究往南扩展了调查断面,于2013年春、夏季,在24°N～30°N海域进行了4次大面调查。结果显示东海原甲藻藻华最早发生于台湾海峡北端,且随台湾暖流锋面推进向北及近岸扩展。这不仅再次证实了台湾暖流锋面为东海原甲藻藻华的发生提供种源,而且明确了在东海区域东海原甲藻藻华最初发生的位置。这为该藻华的监控提供了重要的科学依据,为其他类似藻华的发生、发展提供了参考。

基于中尺度大气模式WRF和区域海洋模式ROMS,构建WRF-ROMS海气双向耦合模式,针对2018年超强台风“山竹”进行模拟。利用观测数据对台风路径和强度进行验证,结果表明海气耦合模式对台风“山竹”的模拟相对单一模式有更高的精度,耦合模式得到的台风路径与最佳路径吻合良好,误差控制在60 km以内;获取的风速和海平面气压结果也较单一模式更为准确。基于海气耦合模拟结果,进一步分析台风作用下风场、气压场、海表流场和风暴增水的时空分布特征,结果表明:1)空间分布方面,台风进入南海后,七级风圈半径在台风沿路径右后方较大;气旋式流场与台风风场呈现出显著的埃克曼效应,流向与风向呈45°;风场、气压场、风生流场和增水分布均存在明显的不对称性,台风路径右侧的台风强度、流速和增水均大于左侧。2)时间分布方面,风场与气压场分布特征相似且与台风中心保持同步,流场和近岸风暴增水相对台风路径存在3 h左右的滞后。

大陆坡脚是大陆边缘的一个重要地形特征，是沿海国扩展其大陆架权利和划定其200海里以外大陆架外部界限的基础，也是大陆架界限委员会审议沿海国划界案时特别关注的重要技术参数。《联合国海洋法公约》第76条大陆架制度的制定源于典型的被动大陆边缘。但由于全球大陆边缘的多样性和复杂性，特别是后期构造活动、沉积作用对大陆边缘的改造与影响，海底地形地貌异常复杂多变，导致大陆坡脚的识别非常困难。加上各沿海国为获得最大范围的外大陆架，对大陆坡脚的相关规定进行有利于自己的解释，使得大陆坡脚的确定成了外大陆架划界中一个颇具争议的热点问题。本文基于对《联合国海洋法公约》和《大陆架界限委员会科学和技术准则》对大陆坡脚的规定，结合不同类型大陆边缘的地质特征和各沿海国划界实践，对陆坡基部区的确定、坡度变化最大之点的选取以及相反证明规则的适用性等问题进行了探讨。

钱塘江年最大涌潮几乎都发生在台风期间。基于实测潮汐资料,结合天文潮调和分析,研究台风对钱塘江河口涌潮起潮点下游河段潮汐的影响,探讨因潮汐变化间接引起的钱塘江涌潮变化。结果表明:台风引起低潮位、潮差、潮到时间、涨潮历时等变化,间接影响涌潮,造成涌潮高度、陡度、传播速度、到达时间和涌潮流速等变化。总体而言,台风期间盐官涌潮高度平均增大0.18 m,到达时间平均提早37 min;澉浦至盐官段涌潮传播速度平均增大8.9%,陡度变陡,流速有增有减,但单宽流量增大。

珠江口是我国沿海地面沉降灾害较严重地区之一,长期地面沉降威胁着人类生产生活的质量和安全。针对传统InSAR在河口等沿海地区空间采样率不足的现状,采用基于KS检验和特征分解的DS-InSAR时序分析方法,获得了珠江口地区2015—2018年间地面沉降监测数据,并分析了几处沉降严重地区的沉降特征和原因。采用的DS-InSAR方法在沥青路面、裸土等非城市区域提取了较大密度的高相干点,提高了时序InSAR形变反演的精度。研究表明,研究区域总体呈地面沉降趋势且分布不均匀,珠江三角洲西北部和东南部为主要沉降区,最大沉降速率可达25 mm/a,珠江口西岸沉降相对东岸分布更广,沉降量更大。

海岸海洋接受大量来自陆源的碳物质和营养盐,涉及大量以碳为中心的相互作用,是重要的碳循环海域;同时,该区域也常发育具有良好圈闭条件的储-盖系统,具有明显的CO₂储集潜力。该文以海岸海洋及其下发育的沉积盆地为研究对象,综述了碳物质在海岸海洋中的循环过程、CO₂通量的影响因素和海岸海洋沉积盆地的储碳机理。从“双碳”角度,重点论述了海岸海洋在促进CO₂负排放方面的意义、促进海洋负碳排放的潜在途径和在沉积盆地的储碳潜力及面临的问题。海岸海洋是重要的碳汇区域之一,高效率的微生物碳泵和碳酸盐碳泵是增强海岸海洋CO₂负排放的核心过程;同时,海岸海洋沉积盆地中的储-盖系统,不但提供了额外的CO₂封存空间,也保障了CO₂封存的安全性。未来的研究应以抑制海岸海洋中碳物质向CO₂转化的进程和保障沉积储层中CO₂封存的安全性为主要方向,为CO₂负排放提供理论依据与技术保障。

滨海盐沼的碳库变化可为蓝碳碳汇核算提供依据。为量化短时间尺度(季节到年际尺度)内滨海盐沼碳库的固碳速率,基于高分辨率的地表高程监测系统,于2022年在杭州湾南岸典型滨海盐沼开展了季节性的观测和采样分析。研究结果表明,在观测期间,本地种海三棱藨草和外来种互花米草的生长呈现季节性变化特征,植物生长主要集中在3—9月。就植物碳库的地下部分而言,海三棱藨草固碳量达到11 g C·m^-2,互花米草盐沼则较高,为56 g C·m^-2。地表高程监测数据表明,海三棱藨草盐沼的沉积速率为12.30 cm·a^-1,略低于互花米草盐沼的沉积速率(13.02 cm·a^-1)。结合沉积速率与沉积物容重、有机碳含量等数据,可以算得观测期间,海三棱藨草盐沼沉积物碳埋藏速率为460 g C·m^-2·a^-1,互花米草盐沼沉积物碳埋藏速率为588 g C·m^-2·a^-1,这两种滨海湿地的碳埋藏速率也具有季节性,在夏、秋季达到高值。结合植物碳库和沉积物碳库结果可知,杭州湾南岸滨海盐沼生态系统具有较高的固碳速率,外来种生态系统固碳速率(644 g C·m^-2·a^-1)高于本地种生态系统固碳速率(471 g C·m^-2·a^-1)。在将来的滨海湿地蓝碳管理工作中,需要考虑不同物种之间的差异性。