海洋中包含着多种时空尺度的运动过程，海洋带状流是近年来发现的一种新的流动形式。这种流动现象介于地转湍流和准定常流之间。上层海洋中大尺度运动的强度远大于海洋带状流而将其遮盖，因而带状流需要借助滤波方法提取出来。本研究基于纬向速度数据，通过切比雪夫高通滤波提取了北太平洋海洋带状流的三维结构，定义了“流向稳定度”指数，量化分析了北太平洋海域带状流的正压特性，从而进一步加深了对北太平洋海洋带状流结构特征的认识。

本文结合卫星高度计和漂流浮标数据，采取海表面高度法发现并跟踪了墨西哥湾东南部附近发生的一次暖涡融合事件，通过该典型暖涡融合过程的研究初步揭示了涡间融合作用模式，有助于进一步理解复杂涡旋作用机制。欧拉涡旋结果显示，一对暖涡彼此吸引并伴随传播3周以上，随后融合为统一涡旋结构并继续向西传播。被其捕获的浮标提供了融合前后的拉格朗日涡旋轨迹，在融合发生前8天时，一个浮标随水流交换切换了原本追随的暖涡，表明融合事件被高度计观测到之前，涡间水体交流作用已经比较显著。融合前后，欧拉涡旋和拉格朗日涡旋半径均存在较大改变，其中欧拉半径提升了96.2%，受两个暖涡牵引的漂流浮标的拉格朗日半径分别提升了49.1%和115.6%。受融合效应影响，海表面温度场也表现出不同的环境响应，进一步验证了融合过程的发生。最后，对融合前后动能、涡度和散度等动力学演变，以及半径、振幅和形状等形态学变化的分析表明：融合大致经历了涡旋渐近、水体交流、轮廓压缩形变、拉长椭圆涡旋生成和边界重塑等过程；涡心所在平面的垂直结构主要表现为由双峰向单峰的演变；涡旋融合后实现了能量向中尺度的逆级联；受限于单核涡结构，在融合过程中部分属性统计存在偏差，可能导致事件前后发生突变。

辽东湾是我国冬季冰情最严重的海区，大面积海冰覆盖会对海上经济活动产生严重影响。本文以辽东湾海冰为研究对象，基于MODIS卫星影像资料重构了辽东湾2001−2021年海冰分布面积时间序列。同时，确定了辽东湾浮冰范围与海冰分布面积的非线性关系式，并利用此关系式将辽东湾历史海冰最大分布面积延拓至1953年。通过对其年际变化趋势进行研究，获得工程设计重现期辽东湾海冰分布面积。进一步分析了辽东湾海冰最大分布面积的影响因子，结果表明海冰最大分布面积与冻冰度日及北风分量的相关系数达0.96。此外，分析了秋季北极部分海区海冰密集度与辽东湾冬季海冰覆盖程度的相关性。本文成果可为辽东湾海冰长期趋势研究和海冰灾害的预报预警工作提供基本数据支撑。

海水声速剖面通常使用经验正交函数（Empirical Orthogonal Function，EOF）进行稀疏表示，然而基函数会受到数据完备性和数据测量时间的制约，其代表性误差会导致声速剖面重构精度受限。为了提高声速剖面的重构精度，本文利用模糊C均值聚类对BOA_Argo历史数据集进行聚类分析，探讨不同聚类空间的训练集数据对实测声速剖面重构精度的影响。研究表明，声速剖面具有明显的时空聚集特性，聚类后的历史声速剖面集生成的基函数和平均声速剖面具有最优的重构性能。本文研究结果有助于为历史声速剖面训练集的选取提供实际指导意义，进而提高声速剖面重构精度乃至反演精度。

理解增暖背景下海洋环境的演化过程是海洋学和气候学一项重要的研究内容。在地质时期，地球经历了多次增暖时段（包括早全新世），这为认识海洋环境演化过程提供了重要参考。早全新世全球气候经历了快速增暖，并伴随着冰原融化和海平面快速上升，对包括白令海在内的高纬边缘海的沉积过程和海洋环境产生显著影响。白令海发育宽阔的大陆架，毗邻北美大陆，接受来自育空河、阿纳德尔河和库斯科维姆河物质的供给。目前我们对白令海如何响应早全新世气候的认识还存在明显不足。本研究对位于白令海北部陆坡LV63-19-3岩心沉积物中陆源碎屑组份进行了高分辨率调查，结合沉积年龄模型，研究了早中全新世（距今11.7～5.5 ka）白令海北部陆坡陆源沉积演化过程。研究结果显示，在距今11.5～11 ka，白令海北部陆坡沉积速率高达392.9 cm/ka，在距今约9.7 ka以后降至17.2 cm/ka。在距今11～10.7 ka，发现一层厚约40 cm的暗色纹层状沉积层。在高沉积速率时段，沉积物平均粒径较细，距今9 ka以来平均粒径逐渐增大。主微量元素分析结果表明，陆源碎屑沉积物母岩性质以长英质沉积物为主，并存在少量火山碎屑源贡献。白令海北部陆坡高沉积速率事件对应于冰原融水脉冲（MWP）-1B事件（距今11.4～11.1 ka），并导致白令海陆坡硅质生产力勃发。在距今11～10.7 ka研究区春夏季海冰覆盖增加抑制表层水体氧供给，夏、秋季持续冰川融水和高表层生产力进一步加剧了水体层化和海洋内部消耗，共同促进了纹层状沉积层的形成。距今9 ka以来白令海季节性海冰活动增强，但是陆源碎屑物质质量累积速率则逐渐减小，表明随着海平面上升，供给到研究区的陆源物质减少。我们认为早全新世白令海北部陆坡沉积环境快速变化是海平面、冰融水脉冲事件和季节性海冰活动共同作用的结果，实际上受高纬日射量、北美大陆冰原融化和全球气候变化控制。

南大西洋中脊26°S热液区玄武岩中斜长石的成分和结构特征为研究岩浆演化特征提供了重要依据。在对玄武岩岩相学观察、斜长石成分分析的基础上，对不同阶段斜长石的结构及成分进行对比，探讨岩浆演化的过程。结果表明：研究区以斑状玄武岩为主，斜长石斑晶常见连晶结构、韵律环带、溶解与再吸收、生长结构，基质中的斜长石主要呈针状和燕尾状；南大西洋中脊26°S（SMAR-26°S）热液区玄武岩主要为钠质拉斑玄武岩，岩浆演化早期以形成培长石为主，晚期以形成拉长石为主，整个演化过程中CaO和Al₂O₃含量下降，而SiO₂、Na₂O、FeO^T和MgO含量上升；从斜长石斑晶的核部→边部→基质中的斜长石微晶，An值整体下降，斜长石斑晶边部的An值与基质中斜长石微晶An值部分重合，形成温度总体有逐渐下降趋势。由此反映出地幔岩浆形成后在上涌过程中可能经历了减压挥发分逸出、晶体在深部的熔蚀、熔体过饱和结晶、低Si同源岩浆的混合、同喷发脱气岩浆迅速减压的过程。

珠江口地处南海北部，滩涂资源丰富，潮间带大型底栖生物物种多样性高。然而，目前大部分潮间带相关研究和物种分布记录限于珠江口东岸，而对珠江口西岸的潮间带研究相对缺乏。本文以潮间带大型底栖生物主要类群短尾下目（蟹类）为研究对象，于2021−2023年间对位于珠江口西岸的珠海市淇澳岛全岛潮间带蟹类区系进行了普查，并结合历史资料对记录物种进行整理和校订，更新了淇澳岛潮间带蟹类物种名录，并对其生境与地理分布特点进行了分析。本研究共采集蟹类标本90号，分属10科21属31种，其中帕氏东方相手蟹（Orisarma patshuni）、莱氏异额蟹（Anomalifrons lightana）等17种为淇澳岛新记录，高野近方蟹（Hemigrapsus takanoi）为珠江口新记录。结合历史记录，目前淇澳岛共记录潮间带蟹类13科29属48种，其中以相手蟹科（10种）、弓蟹科（10种）和沙蟹科（8种）的物种最为丰富；区系成分主要由东亚特有类群与印度−西太平洋或西太平洋沿岸分布类群构成，具有典型的东亚暖水性特征；各类生境中以泥质滩涂和红树林边缘的蟹类物种最为丰富。至本文止，珠江口西岸潮间带蟹类记录物种数已由31种提升至55种，与珠江口东岸记录物种数持平；珠江口两岸记录总数已达14科38属77种，其中两岸共有种（33种）占总种数的42.9%。