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本文对海-气边界层波致风机制的相关理论进行了阐述,并利用ERA-40再分析资料给出了太平洋谱峰速度、波龄、波陡等描述涌浪和波致风机制物理量的年际和季节空间分布特征。分析表明:东太平洋赤道地区等海域涌浪速度最大且涌浪由南向北传播明显;太平洋波边界层高度基本呈现出东高西低的分布形势;波致风机制主要发生在赤道热带海域,北半球夏季波致风机制偏强,冬季偏弱,南半球反之;北半球北部海域夏季更易发生波致风机制,赤道附近海域相反;南海为风浪与涌浪组成的混合浪,对其波候等相关研究有必要分开进行讨论。

采用传统的理论模型或者经验公式构建台风动力场驱动海浪模式,无法反映台风影响下海气动力过程,难以为海浪模式提供高精度的台风风场、气压场数据。为解决这一问题,基于中尺度大气模式WRF和第三代海浪模式SWAN,构建大气-海浪实时双向耦合模式,并将其应用于理想台风的模拟之中。建立的WRF-SWAN耦合模式能够成功模拟理想台风影响下的台风浪分布特征,揭示了台风风场和台风浪在空间上的“右偏性”不对称分布特征,该模型可推广用于实际台风浪的模拟分析。

塞舌尔微陆块及其北部区域的形成过程与冈瓦纳大陆解体和马达加斯加-塞舌尔-印度复杂的形成演化过程密切相关。通过对2016年中国-塞舌尔大陆边缘海洋地球科学联合调查航次所取得的高精度多波束数据和重力数据处理分析,首次得到了塞舌尔海台北部的高精度地形图和重力异常图。应用构造地貌学分析方法,结合该区域地形及地质、地球物理等资料,进一步探讨了该区域的构造演化过程。研究发现塞舌尔海台北部发育3条向海方向延伸的狭长条带状海脊和平坦的深海平原,与塞舌尔陆块被阿米兰特海沟所切割,是一独立的构造单元。岩石地球化学证据和构造演化历史表明,塞舌尔海台北部可能在印度洋早期扩张阶段形成,向海方向延伸的海脊是由岩浆沿转换断层薄弱带喷发形成的不连续海脊。

南海北部陆坡发育众多海底峡谷,其形成、发育、演化过程都存在较大差异。本文选取南海北部陆坡典型的珠江口外海底峡谷群、东沙海底峡谷、台湾浅滩南海底峡谷和澎湖海底峡谷进行研究,通过高分辨率多道地震数据和多波束测深数据,结合前人研究成果,对4条典型海底峡谷的形态特征、沉积充填特征及结构、形成发育过程及控制因素进行研究。结果表明,南海北部陆缘各个海底峡谷的形成受多个控制因素的影响,其影响程度及方式都有差别。构造活动、海平面变化及沉积物重力流与海底峡谷的演化密切相关,而陆地河流和局部构造因素也以不同方式影响着海底峡谷的发育。对于发育在主动大陆边缘的台湾岛东南侧的澎湖海底峡谷,其板块运动和岩浆活动活跃,其上发育的海底峡谷的控制因素以内营力地质作用为主。而具有被动大陆边缘属性的其他3条峡谷,由于构造运动较少或停止,其上发育的海底峡谷的控制因素以外营力地质作用为主。

南海东北部陆缘构造演化信息丰富,对于理解南海的演化过程至关重要。本文收集了南海东北部的深反射地震和海底广角地震成果剖面,提取地壳和下地壳高速层的厚度结果,并结合水深、重磁异常和岩石圈的流变学等地质地球物理资料,对南海东北部的地壳减薄特征、吕宋-琉球转换板块边界的性质和下地壳高速层的分布及成因进行了分析和讨论。南海东北部的地壳减薄在横向和垂向上都存在不均匀性,以下地壳减薄为主,在台西南盆地存在极端减薄地壳;南海北缘的白云凹陷、西沙海槽和西缘的中建南盆地也存在类似的极端减薄地壳,且都与刚性地块共轭或邻近,推测刚性地块的存在导致地壳初始破裂时下地壳流动和地幔上隆是局部出现地壳极端减薄的主要原因。吕宋-琉球转换板块边界两侧在海底地形、新生代反射和重磁异常等方面均存在差异,与中生代岛弧引起的高磁异常大角度相交,其可能是中生代古特提斯构造域向太平洋构造域转换的边界断裂。下地壳高速层在南海东北部广泛发育,结合其分布特征和波速比V_p/V_s的分布区间,认为其是多期次岩浆底侵形成的铁镁质基性岩。

利用多指标可拓综合评价方法,分析有居民海岛开发利用等级的各种影响因素,建立有居民海岛开发利用等级综合评价的物元模型,通过计算其关联度,得到定量的数值评定结果。以浙江省台州市4个有居民海岛作为实例进行验证,结果表明运用该方法评价有居民海岛开发利用等级较为客观,具有合理性,可作为有居民海岛开发利用等级的评价模型之一进行推广运用。

为客观评价我国海洋生态红线区管控效果,本文通过建立海洋生态红线区管控评价体系,运用PSR模型对渤海区域及三省一市(山东省、辽宁省、河北省和天津市)海洋生态红线区管控效果进行评价。结果表明渤海区域海洋生态红线区的管控情况总体上持续改善,压力层稳定性较差,状态层不断优化,响应层受政策影响较大。其中渤海区域压力层主要受山东省人口、工业影响,状态层的变化主要来自辽宁省丰富自然资源的作用,响应层的改变主要来自山东省对于生态安全做出的努力。最后根据各省市海洋生态环境现状从海洋保护区管控、海洋保护区限制开发等方面提出了管理建议。

为探讨高盐及盐度变化对浒苔光合生理的影响以及浒苔在面临高盐胁迫时表现出的耐盐性,本文选取浒苔(Ulva prolifera)为供试材料,设置3个盐度变化处理组:对照组(CK)始终保持盐度25;处理组1(T1)经过盐度30适应3 d后增加到盐度35;处理组2(T2)长期处于盐度35,研究高盐及盐度变化对浒苔生长、光合色素含量、暗呼吸速率和光合放氧速率以及核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)和钙调蛋白(CaM)的基因表达量水平的影响。结果表明:与对照组相比,高盐会抑制浒苔的相对生长速率和光合生理,T1、T2处理组均显著抑制浒苔的生长以及净光合作用速率,且T2处理组的抑制作用更强。高盐处理对浒苔光合色素的含量及其比值、暗呼吸速率的影响不显著,但随着藻体的成熟,浒苔光合色素的含量显著降低,并且暗呼吸速率显著增加。高盐也同时影响了rbcL和cam的基因表达水平,比较0、3和6 d三个取样点结果,T1盐度递增组的基因表达量高于T2长期高盐组,盐度逐步提高有利于增加浒苔对高盐度的适应能力。这一结果有助于解释浒苔在形成绿潮草垫以及退潮干出期间对盐度提高的适应。

根据近10 a ECMWF的数值预报资料,主要分析了中西太平洋金枪鱼围网渔场四季和全年的海表温度、海面风场、有效波高的空间分布,利用经验正交方法(Empirical Orthogonal Function, EOF)和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)分析了空间和时间变化特性。研究表明:海表温度、海面风场、有效波高的四季及全年时空分布有着显著的变化;海表温度的第一、第二、第三模态方差贡献率分别为62.59%、10.98%和6.7%,具有0.5 a、1 a和3 a的周期变化;海面风场的第一、第二、第三模态方差贡献率分别为40.29%、18.39%和9.36%,具有0.2~0.25 a、0.5 a和1 a的周期变化;有效波高的第一、第二、第三模态方差贡献率分别为44.17%、17.35%和10.96%,具有0.2~0.3 a、0.5~1 a和1 a的周期变化。

叶绿素a质量浓度是水体富营养化的重要指标,及时和有效地对水体叶绿素a质量浓度进行监测和评价,对环境保护十分必要。本文基于2011年至2016年的卫星遥感数据,分析了北部湾海表叶绿素a质量浓度的时空分布特征。研究结果表明:北部湾叶绿素a质量浓度有明显的月变化和季节性变化,北部湾叶绿素a月平均质量浓度在8月和1月分别达到峰值,北部湾冬季与夏季的叶绿素a季平均质量浓度高于春季和秋季,夏季北部湾海域表层的叶绿素a质量浓度开始迅速升高,秋季北部湾中南部叶绿素a质量浓度呈下降的趋势。在空间分布上,北部湾近岸海域叶绿素a质量浓度平均水平较高,叶绿素a质量浓度高值区集中在湾北部雷州半岛西部沿岸的浅水区海域,而低值区在湾中部以及湾南部的深水区海域。