2016年 第38卷 第11期
2016, 38(11): 1-19.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2016.11.001
摘要:
本文基于高分辨率的区域海洋数值模式对东海及邻近海域进行温、盐、流的数值模拟，模拟结果与实测结果拟合较好。结果表明：东海与邻近海域的水交换过程具有显著的季节变化特征。从流量的角度看，台湾海峡、台湾-西表岛之间水道和西表岛-冲绳岛之间水道是外海水流入东海的3个主要水道，而冲绳岛-奄美大岛、吐噶喇海峡、大隅海峡、济州岛东部和黄东海断面是海水流出东海的水道；其年平均体积输运值分别为1.06×106 m3/s、20.49×106 m3/s、3.20×106 m3/s、-0.92×106 m3/s、-20.59×106 m3/s、-0.30×106 m3/s、-2.37×106 m3/s和-0.37×106 m3/s（向内为正）。对比发现，东海与邻近海域之间各水道的体积、热量和盐量输运均具有相似的季节变化趋势，其最大值往往出现在夏季（7月或8月），最小值往往出现在冬季（1月或2月）。从7月到11月整个东海是流量净流出的过程，而从12月到翌年6月是流量净流入的过程，全年流量基本上保持平衡状态。东海终年存在向黄海的净输入，其体积、热量和盐量的年平均输运值分别为0.37×106 m3/s，0.027×1015 W和12.7×106 kg/s。
本文基于高分辨率的区域海洋数值模式对东海及邻近海域进行温、盐、流的数值模拟，模拟结果与实测结果拟合较好。结果表明：东海与邻近海域的水交换过程具有显著的季节变化特征。从流量的角度看，台湾海峡、台湾-西表岛之间水道和西表岛-冲绳岛之间水道是外海水流入东海的3个主要水道，而冲绳岛-奄美大岛、吐噶喇海峡、大隅海峡、济州岛东部和黄东海断面是海水流出东海的水道；其年平均体积输运值分别为1.06×106 m3/s、20.49×106 m3/s、3.20×106 m3/s、-0.92×106 m3/s、-20.59×106 m3/s、-0.30×106 m3/s、-2.37×106 m3/s和-0.37×106 m3/s（向内为正）。对比发现，东海与邻近海域之间各水道的体积、热量和盐量输运均具有相似的季节变化趋势，其最大值往往出现在夏季（7月或8月），最小值往往出现在冬季（1月或2月）。从7月到11月整个东海是流量净流出的过程，而从12月到翌年6月是流量净流入的过程，全年流量基本上保持平衡状态。东海终年存在向黄海的净输入，其体积、热量和盐量的年平均输运值分别为0.37×106 m3/s，0.027×1015 W和12.7×106 kg/s。
2016, 38(11): 20-31.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2016.11.002
摘要:
采用2015年10月采集的湛江港海域水体叶绿素a浓度、温度、盐度等参数，分析了秋季湛江港和入海口温盐结构及生态特征。研究结果表明，湛江港海域盐度的水平分布上由湾内往湾外逐渐递增，叶绿素a浓度由湾内往湾外逐渐递减，水深比较浅的区域水温较高，同时在航道入海口底层存在着“高盐低温低叶绿素”的相对稳定的冷水团结构。该水团的形成是由于湛江港出海口独特的地形构造促进区域性水体层化，同时底部水体透明度低，限制航道入海口区域底层的浮游植物的生长等因素所致。
采用2015年10月采集的湛江港海域水体叶绿素a浓度、温度、盐度等参数，分析了秋季湛江港和入海口温盐结构及生态特征。研究结果表明，湛江港海域盐度的水平分布上由湾内往湾外逐渐递增，叶绿素a浓度由湾内往湾外逐渐递减，水深比较浅的区域水温较高，同时在航道入海口底层存在着“高盐低温低叶绿素”的相对稳定的冷水团结构。该水团的形成是由于湛江港出海口独特的地形构造促进区域性水体层化，同时底部水体透明度低，限制航道入海口区域底层的浮游植物的生长等因素所致。
2016, 38(11): 32-42.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2016.11.003
摘要:
通过对2006年南海西北部海域近3个月的全水深流速观测资料的分析，研究了该海区正压潮、内潮及近惯性内波的时空分布特征。结果表明，全日内潮明显强于半日内潮，且最大潮流均出现在海洋上层；内潮的主轴方向基本沿东南-西北方向，近似与局地等深线垂直；内潮能量显示出明显的时间长度约为半月的大小潮调制周期；全日内潮的coherent部分占全日内潮能量的70%，而半日内潮的coherent部分占半日内潮能量的53%；进一步研究发现半日内潮主要由第一模态主导，而全日内潮第三模态能量占总能量的比例仅次于第一模态且量值上与之相当；强风过程可激发出强的近惯性运动，暖涡使得近惯性内波能量更有效地向海洋深层传播，冷涡则不利于近惯性内波能量向下传播。
通过对2006年南海西北部海域近3个月的全水深流速观测资料的分析，研究了该海区正压潮、内潮及近惯性内波的时空分布特征。结果表明，全日内潮明显强于半日内潮，且最大潮流均出现在海洋上层；内潮的主轴方向基本沿东南-西北方向，近似与局地等深线垂直；内潮能量显示出明显的时间长度约为半月的大小潮调制周期；全日内潮的coherent部分占全日内潮能量的70%，而半日内潮的coherent部分占半日内潮能量的53%；进一步研究发现半日内潮主要由第一模态主导，而全日内潮第三模态能量占总能量的比例仅次于第一模态且量值上与之相当；强风过程可激发出强的近惯性运动，暖涡使得近惯性内波能量更有效地向海洋深层传播，冷涡则不利于近惯性内波能量向下传播。
2016, 38(11): 43-48.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2016.11.004
摘要:
基于北京遥测技术研究所机载波谱仪实测数据以及ECMWF提供的风场数据，分析了不同风速条件下小入射角海浪平均后向散射系数不对称性与各向异性随入射角的变化特性，并对导致这一现象的原因进行了初步分析。结果表明：小入射角下，海浪平均后向散射系数随入射角增大呈现递减趋势并在18°时达到某一稳定值，之后基本维持不变；海浪后向散射系数不对称性与各向异性均随入射角增大呈现递增趋势，同样在18°增大至某一稳定值，之后基本维持不变；低风速条件下，海浪不对称性和各向异性与风速有关，且风速越大不对称性与各向异性越明显。
基于北京遥测技术研究所机载波谱仪实测数据以及ECMWF提供的风场数据，分析了不同风速条件下小入射角海浪平均后向散射系数不对称性与各向异性随入射角的变化特性，并对导致这一现象的原因进行了初步分析。结果表明：小入射角下，海浪平均后向散射系数随入射角增大呈现递减趋势并在18°时达到某一稳定值，之后基本维持不变；海浪后向散射系数不对称性与各向异性均随入射角增大呈现递增趋势，同样在18°增大至某一稳定值，之后基本维持不变；低风速条件下，海浪不对称性和各向异性与风速有关，且风速越大不对称性与各向异性越明显。
2016, 38(11): 49-59.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2016.11.005
摘要:
利用南海周边1989-2014年的潮汐资料和GPS长期观测资料，分析了南海周边相对海平面变化特征，以及2004年苏门答腊地震对该区域相对海平面变化的影响。研究结果表明，南海周边的相对海平面变化以上升为主，平均上升速率（4.53±0.20） mm/a，高于全球平均速率，且2004年后上升趋势加剧；南海周边相对海平面呈现6类较典型的变化特征，并存在与板块构造相对应的分区聚集现象，形成了中国东南和越南沿海、马来半岛、加里曼丹岛北部、菲律宾群岛等4个变化特征区。受2004年苏门答腊大地震的影响，马来半岛、南沙和西沙海域的地壳形变由上升趋势转为下沉，加剧了相对海平面的上升；中国东南沿海和菲律宾群岛受地震影响较小；越南沿海和加里曼丹岛北部区域的地震影响还有待进一步研究。
利用南海周边1989-2014年的潮汐资料和GPS长期观测资料，分析了南海周边相对海平面变化特征，以及2004年苏门答腊地震对该区域相对海平面变化的影响。研究结果表明，南海周边的相对海平面变化以上升为主，平均上升速率（4.53±0.20） mm/a，高于全球平均速率，且2004年后上升趋势加剧；南海周边相对海平面呈现6类较典型的变化特征，并存在与板块构造相对应的分区聚集现象，形成了中国东南和越南沿海、马来半岛、加里曼丹岛北部、菲律宾群岛等4个变化特征区。受2004年苏门答腊大地震的影响，马来半岛、南沙和西沙海域的地壳形变由上升趋势转为下沉，加剧了相对海平面的上升；中国东南沿海和菲律宾群岛受地震影响较小；越南沿海和加里曼丹岛北部区域的地震影响还有待进一步研究。
2016, 38(11): 60-72.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2016.11.006
摘要:
本文采用美国国家大气研究中心（NCAR）开发的中尺度数值模式WRFV3.7及其三维变分同化系统WRF-3DVAR对2008年飓风“艾克”进行了数值模拟研究。利用多普勒天气雷达观测资料具有高时空分辨率的优点，将美国两部多普勒天气雷达资料进行速度退模糊等必要质量控制后同化进中尺度数值模式，考察雷达资料同化对飓风“艾克”预报的改进程度。试验结果表明：将雷达资料用于对流尺度分辨率下飓风初始化需要对变分同化系统中特征尺度化因子进行优化调整，使观测资料能够以较为合理的方式调整模式初始场并进而改进预报；雷达径向风同化可以有效调整模式初始场中的飓风动力和热力结构，而经过尺度化因子调整后的雷达径向风同化则在飓风观测中心位置产生较为合理的气旋性风场增量，提供更为确切的中小尺度信息，使模式初始场更加接近观测并进而改进对飓风路径和强度的预报。
本文采用美国国家大气研究中心（NCAR）开发的中尺度数值模式WRFV3.7及其三维变分同化系统WRF-3DVAR对2008年飓风“艾克”进行了数值模拟研究。利用多普勒天气雷达观测资料具有高时空分辨率的优点，将美国两部多普勒天气雷达资料进行速度退模糊等必要质量控制后同化进中尺度数值模式，考察雷达资料同化对飓风“艾克”预报的改进程度。试验结果表明：将雷达资料用于对流尺度分辨率下飓风初始化需要对变分同化系统中特征尺度化因子进行优化调整，使观测资料能够以较为合理的方式调整模式初始场并进而改进预报；雷达径向风同化可以有效调整模式初始场中的飓风动力和热力结构，而经过尺度化因子调整后的雷达径向风同化则在飓风观测中心位置产生较为合理的气旋性风场增量，提供更为确切的中小尺度信息，使模式初始场更加接近观测并进而改进对飓风路径和强度的预报。
2016, 38(11): 73-89.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2016.11.007
摘要:
卫星雷达高度计是海浪有效波高（significant wave height，SWH）观测的重要手段之一，本文利用时空匹配方法对T/P、Jason-1、Envisat、Jason-2、Cryosat-2和HY-2A共6颗卫星雷达高度计SWH数据与NDBC（National Data Buoy Center，NDBC）浮标SWH数据进行对比验证，并对雷达高度计SWH数据进行校正。全部卫星雷达高度计SWH数据时间跨度为1992年9月25日到2015年9月1日，对比验证NDBC浮标共53个，包括7个大洋浮标。精度评价发现除T/P外，各卫星雷达高度计SWH的RMSE都在0.4~0.5 m之间，经过校正后，RMSE都有显著下降，下降程度最大为13.82%；对于大洋浮标，评价结果RMSE在0.20~0.28 m之间，结果明显优于全部NDBC浮标的精度评价结果；HY-2A卫星雷达高度计SWH在经过校正后数据质量与国外其他5颗卫星雷达高度计SWH数据质量差异较小。
卫星雷达高度计是海浪有效波高（significant wave height，SWH）观测的重要手段之一，本文利用时空匹配方法对T/P、Jason-1、Envisat、Jason-2、Cryosat-2和HY-2A共6颗卫星雷达高度计SWH数据与NDBC（National Data Buoy Center，NDBC）浮标SWH数据进行对比验证，并对雷达高度计SWH数据进行校正。全部卫星雷达高度计SWH数据时间跨度为1992年9月25日到2015年9月1日，对比验证NDBC浮标共53个，包括7个大洋浮标。精度评价发现除T/P外，各卫星雷达高度计SWH的RMSE都在0.4~0.5 m之间，经过校正后，RMSE都有显著下降，下降程度最大为13.82%；对于大洋浮标，评价结果RMSE在0.20~0.28 m之间，结果明显优于全部NDBC浮标的精度评价结果；HY-2A卫星雷达高度计SWH在经过校正后数据质量与国外其他5颗卫星雷达高度计SWH数据质量差异较小。
2016, 38(11): 90-96.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2016.11.008
摘要:
对HY-2A卫星雷达高度计数据进行筛选获取有效的观测点，利用HY-2A卫星第18~23周期数据和同时在轨的Jason-2数据进行交叉点选取，对两颗卫星在交叉点海面高度异常值的差值进行统计与分析，提出了基于交叉点差值统计特征的筛除HY-2A轨道数据方法，评估了HY-2A卫星雷达高度数据质量。结果显示，HY-2A卫星18~23周期阈值筛选去除的点个数占总海洋观测点约12%，HY-2A海面高度异常与Jason-2海面高度异常的标准偏差在7.0 cm，数据精度满足设计精度要求。
对HY-2A卫星雷达高度计数据进行筛选获取有效的观测点，利用HY-2A卫星第18~23周期数据和同时在轨的Jason-2数据进行交叉点选取，对两颗卫星在交叉点海面高度异常值的差值进行统计与分析，提出了基于交叉点差值统计特征的筛除HY-2A轨道数据方法，评估了HY-2A卫星雷达高度数据质量。结果显示，HY-2A卫星18~23周期阈值筛选去除的点个数占总海洋观测点约12%，HY-2A海面高度异常与Jason-2海面高度异常的标准偏差在7.0 cm，数据精度满足设计精度要求。
2016, 38(11): 97-104.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2016.11.009
摘要:
通过对区域构造断裂体系和逐渐连片的高分辨率三维地震资料的精细解析，认识到琼东南盆地中央峡谷的形成机制除了与晚中新世区域构造变动、大规模海平面下降、充足物源供给以及凹槽型古地形特征等因素相关之外，还存在另外一个非常重要因素：峡谷底部早期隐伏断裂带的存在。研究表明：琼东南盆地中央坳陷带发育平行于陆架坡折的大规模深水峡谷，峡谷底部发育大型走滑断层以及走滑断层派生出一系列次级断层形成的地层破碎带，认识到峡谷的形成、规模以及展布方向均受断裂带影响；相应地峡谷的充填及演化亦是受物源、海平面变化、重力流作用等多种因素共同作用和相互叠加的过程。从而为研究经历了裂陷期和坳陷期盆地演化过程形成的大型峡谷提供了科学依据。
通过对区域构造断裂体系和逐渐连片的高分辨率三维地震资料的精细解析，认识到琼东南盆地中央峡谷的形成机制除了与晚中新世区域构造变动、大规模海平面下降、充足物源供给以及凹槽型古地形特征等因素相关之外，还存在另外一个非常重要因素：峡谷底部早期隐伏断裂带的存在。研究表明：琼东南盆地中央坳陷带发育平行于陆架坡折的大规模深水峡谷，峡谷底部发育大型走滑断层以及走滑断层派生出一系列次级断层形成的地层破碎带，认识到峡谷的形成、规模以及展布方向均受断裂带影响；相应地峡谷的充填及演化亦是受物源、海平面变化、重力流作用等多种因素共同作用和相互叠加的过程。从而为研究经历了裂陷期和坳陷期盆地演化过程形成的大型峡谷提供了科学依据。
2016, 38(11): 105-116.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2016.11.010
摘要:
综合利用钻井、岩心、薄片及分析化验资料研究了琼东南盆地深水区新近系海底扇沉积特征，并利用最新的三维地震资料，通过井震精细标定、多属性融合技术、方差体切片、三维地貌砂体镂空等综合技术手段，精细刻画了海底扇砂体的空间分布特征。研究结果表明，深水区新近系海底扇是由陆架区的砂体滑塌并二次搬运形成，形成过程具有多期次性。受不同物源的影响，海底扇岩性和物性存在较大的差异。海底扇岩性及沉积构造具有砂质滑塌、碎屑流、浊流和深水底流改造的特征。海底扇的沉积微相、厚度、砂泥比和砂泥岩空间配置关系直接控制了地震振幅反射强度和频率的变化。砂体纵向叠置，横向连片，并被后期泥质水道切割分块形成多个岩性圈闭。综合分析认为，深水区海底扇砂体发育区烃源条件优越，储盖配置关系和圈闭条件良好，具备形成大中型岩性油气藏的有利条件，具有较大的油气勘探潜力。
综合利用钻井、岩心、薄片及分析化验资料研究了琼东南盆地深水区新近系海底扇沉积特征，并利用最新的三维地震资料，通过井震精细标定、多属性融合技术、方差体切片、三维地貌砂体镂空等综合技术手段，精细刻画了海底扇砂体的空间分布特征。研究结果表明，深水区新近系海底扇是由陆架区的砂体滑塌并二次搬运形成，形成过程具有多期次性。受不同物源的影响，海底扇岩性和物性存在较大的差异。海底扇岩性及沉积构造具有砂质滑塌、碎屑流、浊流和深水底流改造的特征。海底扇的沉积微相、厚度、砂泥比和砂泥岩空间配置关系直接控制了地震振幅反射强度和频率的变化。砂体纵向叠置，横向连片，并被后期泥质水道切割分块形成多个岩性圈闭。综合分析认为，深水区海底扇砂体发育区烃源条件优越，储盖配置关系和圈闭条件良好，具备形成大中型岩性油气藏的有利条件，具有较大的油气勘探潜力。
2016, 38(11): 117-124.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2016.11.011
摘要:
在利用钻井和岩心资料基础上，结合铸体薄片、常规物性、压汞实验等分析测试手段，对琼东南盆地深水区中央峡谷黄流组储层特征及其影响因素进行了分析。研究表明，中央峡谷黄流组砂岩以岩屑石英砂岩为主，砂岩粒级较细且分选好，成熟度较高。原生粒间孔为主要孔隙类型，孔隙结构普遍为中孔细喉型。储层物性总体表现为中孔-特高孔、中渗-特高渗的特征。沉积微相和成岩作用是影响黄流组储层物性的主要因素，深水浊流沉积的水道砂岩是发育优质储层的前提，同时中央峡谷特殊的水深和温压条件是影响储层成岩作用的重要因素。海水深度大，而实际地层埋深浅，储层总体处于低温常压环境中，以致成岩作用程度普遍不强，但中央峡谷黄流组储层物性的内在差异仍主要受控于压实作用，中央峡谷自西向东，水深增加，实际地层埋深变浅，压实作用减弱，储层孔隙度和渗透率较好，总体上峡谷东部气层含气饱和度也较西部高。
在利用钻井和岩心资料基础上，结合铸体薄片、常规物性、压汞实验等分析测试手段，对琼东南盆地深水区中央峡谷黄流组储层特征及其影响因素进行了分析。研究表明，中央峡谷黄流组砂岩以岩屑石英砂岩为主，砂岩粒级较细且分选好，成熟度较高。原生粒间孔为主要孔隙类型，孔隙结构普遍为中孔细喉型。储层物性总体表现为中孔-特高孔、中渗-特高渗的特征。沉积微相和成岩作用是影响黄流组储层物性的主要因素，深水浊流沉积的水道砂岩是发育优质储层的前提，同时中央峡谷特殊的水深和温压条件是影响储层成岩作用的重要因素。海水深度大，而实际地层埋深浅，储层总体处于低温常压环境中，以致成岩作用程度普遍不强，但中央峡谷黄流组储层物性的内在差异仍主要受控于压实作用，中央峡谷自西向东，水深增加，实际地层埋深变浅，压实作用减弱，储层孔隙度和渗透率较好，总体上峡谷东部气层含气饱和度也较西部高。
2016, 38(11): 125-139.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2016.11.012
摘要:
关于碳酸盐岩的白云岩化作用至今仍是一个争论颇大的科学问题。在2012-2013年期间，中海石油（中国）有限公司湛江分公司在西沙石岛钻取了长达1 268.02 m的“西科1井”岩心，在0~1 257.52 m主要由碳酸盐岩组成的岩心中存在有7个白云岩层。本文基于西科1井岩心样品的矿物组成、常量、微量及稀土元素含量等地球化学特征分析，探讨了西沙岛礁特有的白云岩化作用过程。结果表明：西科1井7层白云岩在成因上与埋深和压实成岩作用无关，其分布与海平面下降的地质事件有良好的对应关系，白云岩层元素地球化学特征表明白云岩成岩流体为浓缩的高盐度海水。根据白云岩层的矿物学和地球化学特征，提出了礁滩潟湖环境下高盐卤水渗透回流作用的白云岩化模式：伴随海平面的升降，礁体处于淹没与暴露的交替之中，海平面下降导致了礁滩潟湖的形成，由于西沙海区蒸发量大于降水量而使澙湖中海水盐度增高，最终形成富Mg卤水；澙湖中高盐度富Mg卤水在礁体内下渗和侧向扩散，Mg逐渐替代早期CaCO3晶格中Ca而形成白云石；海平面的升降变化和礁体淹没与暴露的交替导致了钻井岩心多个白云岩层的形成。海平面升降直接控制了岛礁碳酸盐岩的发育和白云岩化作用，导致海平面升降的古气候变化在岛礁的形成发育中起到主导作用。
关于碳酸盐岩的白云岩化作用至今仍是一个争论颇大的科学问题。在2012-2013年期间，中海石油（中国）有限公司湛江分公司在西沙石岛钻取了长达1 268.02 m的“西科1井”岩心，在0~1 257.52 m主要由碳酸盐岩组成的岩心中存在有7个白云岩层。本文基于西科1井岩心样品的矿物组成、常量、微量及稀土元素含量等地球化学特征分析，探讨了西沙岛礁特有的白云岩化作用过程。结果表明：西科1井7层白云岩在成因上与埋深和压实成岩作用无关，其分布与海平面下降的地质事件有良好的对应关系，白云岩层元素地球化学特征表明白云岩成岩流体为浓缩的高盐度海水。根据白云岩层的矿物学和地球化学特征，提出了礁滩潟湖环境下高盐卤水渗透回流作用的白云岩化模式：伴随海平面的升降，礁体处于淹没与暴露的交替之中，海平面下降导致了礁滩潟湖的形成，由于西沙海区蒸发量大于降水量而使澙湖中海水盐度增高，最终形成富Mg卤水；澙湖中高盐度富Mg卤水在礁体内下渗和侧向扩散，Mg逐渐替代早期CaCO3晶格中Ca而形成白云石；海平面的升降变化和礁体淹没与暴露的交替导致了钻井岩心多个白云岩层的形成。海平面升降直接控制了岛礁碳酸盐岩的发育和白云岩化作用，导致海平面升降的古气候变化在岛礁的形成发育中起到主导作用。
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