南海北部中—深层环流格局下海山-阶地-峡谷沉积效应

作为研究水-岩界面物质能量交换的天然实验室,南海北缘陆坡区具有复杂的地形地貌(如凸起海山、平坦阶地、下凹峡谷等),并发育不同类型的深水沉积体系(包括重力流滑移滑塌、浊流和底流沉积等)。基于高分辨率海底地形、地震反射资料,海水温盐深(CTD)观测资料,以及已发表的海洋沉积学及物理海洋数值模拟结果,本文针对南海北缘代表型陆坡区开展中—深层环流格局下海山-阶地-峡谷沉积效应分析。发现了尖峰陆坡区侵蚀型-海山型(环槽-丘状漂积体)和席状/无沉积型底流阶地的沉积组合,以及一统陆坡区海山相关底流沉积(环槽-丘状漂积体)-席状/无沉积型底流阶地-黏附型漂积体-陡坡滑塌/峡谷体系的沉积组合;揭示了这些典型深水沉积组合与南海中—深层环流动力格局的耦合关系。该成果对于深入了解深水沉积过程对中-深层动力格局的响应及其对于大陆边缘形态的塑造具有较好的启示意义。

主流系与西太平洋暖池变异机制研究进展

中国科学院战略性先导科技专项重点任务2以热带西太平洋主流系和暖池为主要研究对象,基于西太平洋和印尼海科学观测网综合观测数据,结合动力理论分析和数值模拟结果,在主流系和西太暖池的三维结构、变异规律和动力机制,以及西太与周围海域之间物质能量交换等方面取得了原创性成果。在上层主流系和暖池变异方面,首次直接观测到棉兰老潜流(MUC)、吕宋潜流(LUC)和北赤道潜流(NEUC)等次表层潜流及其多尺度变异,给出了三支潜流相互间的水源关系,揭示了潜流系统强劲的季节内变化特征及其与中尺度涡旋活动的关系,并进一步分析了棉兰老流(MC)/MUC年际变异及其控制因素。西太平洋主流系平流输送在暖池形成中起到了主要作用,而且暖池北部区域自20世纪90年代起出现显著的扩张现象,是由混合层厚度变浅导致。在中深层环流特征和机制方面,发现南北半球中层水团的交换通道、机制和显著交换周期;丰富了对赤道西太平洋中层流结构特征和变异的认识,同时突破了对西太平洋深层环流结构特征和变异规律的认知局限,例如中深层流流速自北向赤道增加,其变化远大于平均值,菲律宾海盆中部深层流以西南-东北方向为主,赤道区域中深层流以纬向东西交替的射流为主等。在西太与周围海域之间物质能量交换方面,通过在印尼贯穿流(ITF)源区及印尼海的同步走航及定点潜标观测,揭示了MC在苏拉威西海和马鲁古海峡交汇处的流径跃变在2015—2016超强El Ni?o的发生起重要作用,西边界流区的非线性反射对ENSO事件的发生发展起至关重要的作用。上述原创性成果显著提升了热带西太平洋环流动力学的认知水平。

南海中深层动力格局与演变机制研究进展

南海是连接印度洋-太平洋的最大边缘海,在季风、海峡水交换以及复杂地形影响下,南海环流呈现出独特的三层结构以及远强于大洋的混合特征.理论与观测表明,南海内潮、内孤立波以及强风等过程是强混合的动力来源.在南海强混合作用下,南海发育了活跃的中深层动力系统,一方面促进了南海与大洋之间的水体交换,另一方面调控上层风生环流,使得南海环流显著区别于其他热带与副热带海盆.南海活跃的中深层环流所具有的物质搬运能力又显著影响着南海的地质沉积、生物地球化学循环等过程.中国对深海研究持续投入,在南海中深层环流动力学研究方面取得了显著的成果,文章就该方面进行总结,并对南海深海环流未来研究设想进行初步探讨.