南海北部物质搬运与沉积的海洋动力机制

最新研究表明，南海北部的沉积物主要由来自珠江、台湾西南部河流和吕宋岛弧河流的陆源物质组成，其分布格局在很大程度上应由海洋中的物质搬运过程决定。然而，目前对相关海洋动力机制的认识还处在猜测和定性的阶段，缺乏令人信服的物理海洋学解释。我们认为，除考虑深海的大尺度低频流场外，还须了解中小尺度过程（如涡旋）和高频振荡过程（如潮流和内波）造成的传输、混合和扩散作用。本项目拟结合现场观测、卫星遥感、资料分析、理论模型和数值模拟，系统地研究南海北部物质搬运与沉积从源到汇的全过程，特别是跨陆架的水交换和物质交换，以及跨海盆的远距离物质搬运，从而回答陆源物质在不同的物理条件下如何向陆架、陆坡和深海传输的问题，并解释沉积物分布的局地特征和遥相关形态。通过这一项目的实施，将建立南海北部沉积格局与海洋动力过程之间的有机联系，对于利用沉积记录研究海洋物理环境的演变以及相关的气候变化，具有重要的科学和实际意义。

南海北部的沉积物主要由来自珠江、台湾西南部河流和吕宋岛弧河流的陆源物质组成，其分布格局在很大程度上由海洋中的物质搬运过程决定。然而，目前对相关海洋动力机制的认识还处在猜测和定性的阶段，缺乏令人信服的物理海洋学解释。本项目旨在系统地研究南海北部物质搬运与沉积从源到汇的过程，特别是跨陆架的水交换和物质交换，以及跨海盆的远距离物质搬运；除考虑大尺度低频流场外，着重研究中小尺度过程（如涡旋）和高频振荡过程（如潮流和内波）造成的传输、混合和扩散作用。从而回答陆源物质在不同的物理条件下如何向陆架、陆坡和深海传输的问题，并解释沉积物分布的局地特征和遥相关形态。.为实现这些目标，项目在现场观测、卫星遥感、资料分析、理论模型和数值模拟等方面开展了大量基础性工作，包括在东沙附近陆坡上布放一个深水锚系阵列，收集南海涡旋、内波、浊度等变量的卫星遥感资料并制作了数据产品，构建剪切扩散的分析模型和南海大尺度环流的概念模型，以及开发南海环流的诊断模式和高分辨率的区域性环流和沉积物搬运模式。同时，围绕拟解决的关键科学问题，阐明了南海环流的三维结构及其形成机制，从而刻画了南海物质搬运和沉积格局的大尺度背景流场；揭示了南海涡旋的结构、分布和传播特征，证实涡旋拉格日朗日运动是跨海盆物质搬运的一个重要机制；建立了海洋温跃层中物质的剪切扩散理论，提出剪切扩散是跨陆架/陆坡物质搬运的一个可能机制；利用高分辨率数值模式，初步估算了南海北部主要入海沉积物从源到汇的输运过程和空间形态。项目已发表相关科技论文和专著28篇（册），其中SCI收录论文24篇；组织相关专题国际会议2次，在国内外学术会议上作邀请报告19次。总的来说，项目圆满地完成了各项计划任务，较为全面地实现了预期的目标。