热带海洋环境国家重点实验室
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方向一“南海环流和区域气候” ：南海环流时空演变规律研究不仅是南海海洋动力学研究的主体，也是认识南海及其邻近海域海洋环境和区域气候变化特征的基础。实验室将围绕南海海洋环流的基本问题，从多角度认识南海环流及相关联的科学问题，具体的研究重点如下：
(1)南海环流及其时空演变特征
基于多源观测资料分析和数值模拟试验，研究南海风生和热盐环流的结构，以及环流时空演变特征;认识南海及其邻近海域不同时空尺度海洋环流相互作用机理，发展南海区域海洋环流数值预报模式。
(2)南海及其邻近海域海气相互作用
在现场观测和数值试验的基础上，研究南海海域不同天气尺度过程影响下的海气相互作用特征，完善南海海域海气界面热力和动力过程的参数化方案，发展南海区域海气耦合数值预报系统。
(3)南海与邻近热带海域热力和动力联系
结合南海和热带印度洋多学科联合考察，以及卫星遥感观测和模式资料结果，进一步认识贯穿流的变化特征，研究不同海区环流的相互作用、海气过程和调制机制。
方向二“热带海洋中小尺度动力过程”：中尺度涡、锋面、内波等现象是海洋中普遍存在的中小尺度动力过程，这些动力过程不仅对局地海域的质量和热量输送及交换具有重要的贡献，而且反馈于大尺度环流、海气相互作用并间接导致气候的变化，是目前物理海洋学研究的热点。实验室将主要针对下述两个重点问题开展研究：
(1)中小尺度动力过程特征
通过海上现场长期定点观测、卫星遥感和数值模拟等，开展以南海为主的热带海洋中尺度涡、锋面、内波等中小尺度动力过程的观测、实验和数值模拟研究，探讨风场(包括台风)、温跃层变化、流场、地形等对中小尺度动力过程生成与传播的影响，揭示中小尺度动力过程特征及其对物质输运的贡献。
(2)内波破碎与湍流混合
通过海上现场长期定点观测、实验室模拟和数值模拟等，研究内波生成、能量传播，破碎与耗散，提出南海内波能量谱，湍流的时空特征;揭示水体湍流混合对大中尺度环流的影响，建立内波诱导混合的参数化方案。
方向三“热带海洋动力过程的环境效应”：海洋中物理、化学与生物过程相互作用是海洋环境科学研究的热点。研究南海及其邻近热带海域环境要素时空演变特征，分析南海近岸、河口海湾与海盆等不同生态系统对海洋动力过程和全球变化的响应与适应规律。研究重点为：
(1)生态系统对环境变化的响应与适应
通过现场综合观测、实验室模拟、计量生态学、分子生物学等手段，开展自然变化和人类活动影响下海洋环境变化特征研究，揭示海洋生态系统生物群落结构与功能及其影响的关键过程，探讨海洋生态系统物理-化学-生物耦合机制及其资源与生态效应，揭示典型生态系统对全球变化的响应与适应机制，区分自然变化和人类活动对我国近海环境变化的影响;通过现场综合观测、遥感等手段,开展海洋生态的遥感、近岸水体环境参数遥感信息提取以及水质遥感监测与评价研究，揭示海洋生态对季风、海啸、台风、涡旋等海洋环境的响应;拓宽和发展遥感技术在海洋生态、海洋渔业和海洋灾害等方面的新技术和新方法应用，建立海洋遥感应用理论和技术体系。
(2)生物地球化学循环过程
通过现场综合观测、实验室模拟、生物化学等手段,开展化学海洋学、海洋生物地球化学动力学与模拟研究，揭示海洋生物与物理相互作用、区域碳和氮的循环与全球变化等，研发海洋环境监测化学与传感器。开展海洋污染和生态修复技术研究，揭示海洋污染迁移与转化过程及其生物累积特征、重要生境生态过程和修复机理等。
方向四“海洋观测与资料同化技术”：海洋观测技术是海洋基础研究取得创新成果的主要支撑，而资料同化技术是充分发挥观测资料价值、优化数值预报模式初始场和改进数值模式物理过程认识不足的有效手段，为此，实验室将重视资料获取技术和同化技术的研发，并以如下三个方面为研究重点内容：
(1)南海北部海床基观测示范建设
以大科学工程建设的思路为指导，开展海床基观测关键技术和关键仪器设备方面的研发，建设关键海域海床基示范观测系统。
(2)南海海洋环境多学科联合监测浮标
利用海洋技术、微电子技术、通信技术等高技术手段，研发南海海洋环境与生态多学科联合监测浮标，以支持深海环境与生态过程的监测变化，为南海深远海的资源与环境问题研究提供技术支持。
(3)南海区域海气耦合和资料同化
建立基于大气模式(WRF)与海洋模式(POM或ROMS)的南海区域海气耦合模式;利用条件最优扰动理论和伴随技术以及其它最新技术，研究南海环流的可预报性问题;建立并完善南海海区资料同化系统，推进南海海洋同化技术与产品的准业务化应用。
