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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。

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。

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。

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。

人类活动和自然因素共同但有区别的作用引起了长江口及邻近海域富营养化，造成夏季底层水体低氧现象加剧，成为近海生态健康恶化的重要征兆。本文梳理了国内外学者在该海域低氧研究中获得的重要认识，分析了底层水体溶解氧的潮周期尺度、事件尺度和年际尺度的变化特征，重点从层化与物质输运角度，介绍了长江冲淡水、台湾暖流、海洋锋面、风和潮等过程影响底层水体中氧气消耗或补充的机制，揭示了本海域主要低氧现象分别位于长江口和浙江近海的特征，对比了两处低氧区形成与演变的异同机制。目前，对低氧形成机制的定性认识和多尺度变化特征的了解已经有较好的基础，未来需要从多学科交叉角度加强现场试验和定量研究，掌握低氧的长期演变趋势，研发底层水体低氧的预测预警技术，支撑我国河口近海的生态预警监测工作。

基于2020年7月洪水期间采集的长江口及邻近海域的温度、盐度、总悬浮物(Total Suspended Matter，TSM)质量浓度、颗粒有机碳(Particulate Organic Carbon，POC)质量浓度和颗粒有机碳稳定同位素(δ13CPOC)等数据，分析了洪水事件对该区域POC分布与来源的影响。结果显示，研究区域内POC和盐度呈显著负相关(r2=0.41，p＜0.01)，与TSM呈显著正相关(r2=0.92，p＜0.01)，表明咸淡水的混合是影响POC分布的重要因素。研究区域东北部表层海水POC质量浓度局部升高，并且δ13CPOC值显示为海源信号，表明浮游植物生产是影响该海域POC分布的另一重要因素。此外，由于高径流量形成的稀释效应，洪水事件会降低陆源输入的POC质量浓度，研究区域东南侧偏轻的δ13CPOC也表明，洪水事件会扩大陆源POC在东海的影响范围。

海岸带盐沼植物能够减小波浪流速、削弱波能，具有生态缓冲功能，研究河口海岸盐沼植物对波浪的消减机理对于近岸区域的固岸护堤具有重要意义。本研究利用开源CFD软件包OpenFOAM建立三维数值模型。首先模拟了溃坝波越过三角障碍物及孤立波在斜坡海岸的爬坡过程，结果显示OpenFOAM模型可精确地捕捉溃坝波传播和孤立波自由水面的运动过程。随后模拟了孤立波在植物波浪水槽中的形成、发展和衰减过程，孤立波通过植物带后波高明显降低，植物对波浪能量的衰减作用明显。最后探讨了正弦波在植物海岸上的传播过程，结果表明波高衰减程度与入射波波高、植物密度、植物拖曳力以及海岸坡陡均成正比。

基于1979—2018年欧洲中期天气预报中心(ECMWF)近海面10 m风场资料，采用增长型分层自组织映射(GHSOM)神经网络方法，对南海海表面风场(SSW)的季节变化和年际异常变化进行了分析，结果表明：(1)GHSOM网络训练原始风场数据第一层结果揭示了4个特征模态，高度概括了南海近海面风场的季节变化特征；第二层结果提取了风场的月变化特征。(2)GHSOM网络训练异常风场数据第一层结果揭示了4类异常风场特征模态：反气旋式异常、气旋式异常、西南风异常和东北风异常模态。其中反气旋式异常和气旋式异常模态呈现出不对称现象，即反气旋式异常风场的振幅大于气旋式异常风场；且这两个模态与ENSO事件密切相关，它们的时间序列与Niño 3.4指数序列存在显著的延迟相关。同时，东北风异常风场模态的发生频率大于西南风异常模态。向下扩展的第二层结果揭露了异常风场模态更多的细节特征。

长江入海物质在东海内陆架水域形成了大规模泥质沉积区。内陆架泥区具有细颗粒沉积物和有机质的源/汇双重特征。长江口及邻近海域的泥质沉积过程产物关系、泥质沉积在生态系统动力学中的作用、泥质沉积碳库增量潜力，是区域性沉积动力学的3个前沿问题，主要研究内容包括长江河口泥区未来演化趋势、泥区沉积物重力流形成条件和过程、泥区沉积物有机质含量与初级生产及低氧水层的关系、泥区消浪作用及其机制、颗粒态有机质衰减曲线(或曲线族)、颗粒态有机质碳库增量潜力等。其研究需要海洋观测站网在底部边界层、水层、新型数据上的支撑，以满足数据分辨率、连续性的要求。底部边界层连续观测将有助于重力流、泥区消浪作用、湍动影响下的沉积物起动曲线族等问题的解决。水层观测将有助于有机质衰减系数的研究，进而获得有机质埋藏率、浅层天然气、有机碳库增量等问题的答案。一些新型数据含有物源、沉积体特征和演化的大量信息，此类数据的获取将依赖于观测技术的突破。

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。

海表温度是表征海洋表层热力状况的重要海洋参数，日均全天候覆盖的海温观测数据可为服务台风监测及其他海洋灾害时空演变的精细化预报提供数据支撑。可见光红外扫描辐射计和中分辨率光谱成像仪反演的海温产品具有较高的空间分辨率，但是红外遥感反演的海温产品受到云、雾和霾的影响，在云下存在大面积、无规律的缺值；微波辐射计反演的海温产品空间分辨率低，但可穿透云层，实现全天候海温观测。本文基于风云三号B、C、D三颗极轨气象卫星红外和微波遥感仪器反演的海温资料，利用经验正交函数插值法(DINEOF)重构得到全球海表温度产品。与全球分析场日平均海温OISST数据进行比较可知：原始海温资料的均方根误差为0.59~0.70℃，DINEOF重构后海温资料均方根误差降至0.10~0.34℃；相关系数从0.33~0.48提升到0.78~0.98。多传感器重构海温数据空间分布上连续可信，能够监测不同季节的海温变化特征及暖池空间模态。风云三号气象卫星微波遥感的加入显著提升了重构海温的空间连续覆盖率和时间分辨率。

夏季，长江口底层极易发生大面积低氧甚至缺氧。比较2016和2017年夏季长江口缺氧区(DO＜2 mg/L)、低氧区(2 mg/L＜DO＜3 mg/L)和正常海区(DO＞3 mg/L)浮游动物群落(＞160 μm)特征发现：2016年群落丰度和生物量均表现为缺氧区明显高于低氧区和正常海区；中小型桡足类、胶质浮游动物丰度表现为缺氧区和低氧区均高于正常海区；胶质浮游动物的组成，在低氧程度较严重的2016年夏季，以滤食性的海樽纲和有尾纲为主，在2017年夏季，以肉食性毛颚动物为主。

本文使用2003年1月—2019年12月MODIS遥感数据，结合海表温度、风速分析南海中西部叶绿素质量浓度分布特征和影响因素。结果显示南海中西部叶绿素质量浓度分布存在时空变化。EOF分解表明，EOF1可能反映台风等极端天气对叶绿素的影响；而EOF2 和EOF3均反映了夏季沿岸上升流对叶绿素分布的影响。相关分析表明南海中西部叶绿素质量浓度与海面风场呈正相关(r=0.87，p<0.01)，与海表温度呈负相关(r=-0.59，p<0.05)。夏季在西南季风影响下越南东南沿海形成上升流，导致该区浮游植物旺发、叶绿素质量浓度升高；冬季受强东北季风影响，研究区海洋上层混合作用强烈，营养盐供应增加，促进了浮游植物生长，叶绿素质量浓度高于其他季节。

太平洋是海表温度年际变化和年代际变化发生的主要区域，但对太平洋海洋热含量变化的研究相对较少。为此, 本文分析了1980—2020年太平洋上层(0~300 m)热含量的时空变化特征。基于IAP数据，本文首先利用集合经验模态分解法(EEMD)提取不同时间尺度的海洋热含量信号，并利用正交经验分解法(EOF)对不同时间尺度的海洋热含量进行时空特征分析，得到了太平洋0~300 m海洋热含量的年际变化、年代际变化以及长期变暖的时空特征。结果表明，除了年际变化之外，热带西北太平洋上层热含量还存在明显的年代际变化和长期变暖趋势。在东太平洋和高纬度西太平洋，热含量的年代际变化特征并不突出。热带西北太平洋热含量的年代际变化在1980—1988年和1999—2013年较高，而在1989—1998年和2014—2020年期间较低。此外，针对热带西北太平洋热含量的经向、纬向和垂向特征分析，发现这种年代际变化主要发生在5°N—20°N，120°E—180°E，次表层50~200 m范围内。热带西北太平洋热含量的年代际变化对全球海表温度的年代际变化有着重要作用。

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。

基于逐年30 m分辨率的岸滩遥感监测数据集(1986—2017年)，开展舟山群岛不同主体功能海岛岸滩的时空演化特征分析。结果表明，在1986—2017年期间，受剧烈围填海活动的影响，舟山群岛的大量水域(152 km2)和潮滩(18 km2)被围填成陆地，岸滩不断向海推进，政策是岸滩总体变化的主要驱动因素。不同海岛主体功能类型的岸滩变化特征差异显著：(1)综合利用岛、临港工业岛、港口物流岛、滨海旅游岛的围填海占研究区围填海总量的96%；(2)海洋科教岛和现代渔业岛的岸滩变化幅度较小，占研究区围填海总量的4%；(3)海洋生态岛和清洁能源岛的岸滩资源保育良好，稳定不变。

长江口海域环境因长期人类活动和自然变化的双重压力而发生改变，可能导致该区域浮游植物群落组成发生较大变化。于2017年8月对长江口浮游植物进行调查，并与历史资料比较，探究该海域浮游植物群落组成及其变化特征。调查共鉴定出浮游植物7门86属205种(含变种、变型和未定种)，总细胞丰度为1.47×105个/L，其中硅藻、甲藻丰度分别占浮游植物细胞总丰度的95.82%、1.19%；柔弱伪菱形藻(Pseudonitzschia delicatissima)、铁氏束毛藻(Trichodesmium thiebautii)、距端假管藻(Pseudosolenia calcaravis)、劳氏角毛藻(Chaetoceros lorenzianus)、翼鼻状藻(Proboscia alata)和巨圆筛藻(Coscinodiscus gigas)等暖水种为主要优势种，平均丰度分别为56.35×103、3.30×103、3.05×103、2.64×103、1.89×103和1.71×103个/L，合计为68.94×103个/L，占浮游植物总丰度的47.00%；各暖水种的丰度高值区均位于长江冲淡水与台湾暖流交汇形成的锋面。相关性分析表明，劳氏角毛藻、距端假管藻丰度与磷酸盐呈显著负相关，巨圆筛藻丰度与溶解无机氮呈显著正相关，距端假管藻丰度与盐度呈明显正相关，劳氏角毛藻和巨圆筛藻丰度与盐度呈明显负相关。对比近30年夏季长江口浮游植物优势种变化，发现暖水种明显增多，且分布范围向北扩展，推测该现象与海水温度升高和暖流水势力增强有关。

海水碳酸盐体系参数是反映碳循环调控机理和季节性酸化过程的重要海水化学参数。本文根据2011年3月、7月、11月和12月4个不同季节航次获取的长江口海域海水碳酸盐体系参数，探讨了长江口-东海P断面溶解无机碳(DIC)和总碱度(TA)的空间分布特征及其影响因素。结果表明： 内陆架区，DIC和TA的平均值均表现为：夏季＜秋季＜冬季＜春季；垂直分布上，夏季和秋季受长江冲淡水影响出现层化现象，春季和冬季均垂直混合较均匀。东海内陆架DIC与温度和DO呈显著负相关；TA则受温度和DO变化影响较小，与盐度呈正相关。结合2011年东海外陆架的PN断面数据分析，DIC和pH分别与表观耗氧量(AOU)呈显著正相关和负相关，东海外陆架的pH/AOU的斜率为-0.002 7 pH/(μmol·kg-1)；而内陆架区的pH/AOU的斜率为-0.001 8 pH/(μmol·kg-1 )，低于黑潮次表层水中pH/AOU的斜率。东海内陆架区由于存在季节性的通风作用以及较强的海水碳酸盐体系缓冲能力，底层水体中因有机质耗氧降解导致的季节性酸化信号在一定程度上得到了缓解。

南海西南次海盆被动陆缘洋陆转换带位于陆缘强烈伸展区，蕴含着岩石圈临界伸展破裂和洋盆扩张过程的丰富信息。本文利用多道地震剖面和重力异常数据，对西南次海盆被动陆缘构造单元进行划分，研究陆缘南、北部洋陆转换带结构构造特征，探讨陆缘伸展演化过程。多道地震剖面资料显示，北部洋陆转换带发育有裂陷期断陷和向海倾斜的掀斜断块；南部发育有低角度正断层控制的裂陷期断陷、海底火山以及局部隆起；从陆到洋方向，重力异常值变化明显。根据上述结果南海西南次海盆被动陆缘划分为近端带、洋陆转换带和洋盆三个构造单元，分别对应了其伸展演化过程的三个阶段：前裂谷阶段、陆缘裂陷阶段和海底扩张阶段。