一、实验室概况
1. 总体定位
海洋是当今国际社会共同关注的热点领域，也是世界各国战略利益竞争十分激烈的重要区域。随着海洋开发，人类活动造成的生态环境、气候变化等问题日益突出，尤其是在与人类直接关联的近海海域，海洋环境监控、海洋生态保护、防灾减灾等成为各海洋国家迫切需要解决的关键问题。
为此，本实验室以国家海洋战略和广东经济社会发展需求为出发点，“立足南海、服务粤西、面向全球”，围绕我国南海陆架及深远海气候、环境与资源发展需求和前沿问题，针对我国南海开展海洋与气候变化、资源利用开发和海洋遥感信息技术与应用等等研究，努力为南海和地方海洋经济发展提供科技服务支撑。
2. 研究方向
围围绕我国南海陆架及深远海气候、环境与资源发展需求，实验室形成了以下三个相互关联和支撑的特色研究方向：
研究方向1：近海海洋环境变化与灾害预警
探究近海海洋环境变化以及综合性海洋灾害发生机理、提高精细化海洋灾害预测技术，实现超强台风、风暴潮、灾害性海浪等海洋自然灾害的预警，服务于防灾减灾需求。
研究方向2：海洋多尺度动力过程与气候变化
开展粤西和南海北部陆架三维环流和波动混合等关键过程研究，探究海洋多尺度动力过程的演变规律及其对物质输送的影响，探究海洋动力过程对气候变化的响应。
研究方向3：海洋资源开发利用与环境评价
针对海洋资源开发中的生态环境保护需求，开展近海海洋环境调查评估与生态修复技术研究，促进区域海洋资源可持续利用和海洋经济可持续发展，为海洋资源开发利用等提供科学决策依据。
3. 组织架构
4. 主要成员简介
姓名：谢玲玲 | | 姓名：陈法锦 |
简介 物理海洋学博士，教授，博士生导师，现任海洋与气象学院院长、陆架及深远海气候、资源与环境重点实验室主任，广东省“青年珠江学者”，省“千百十”省级培养对象，省高等学校优秀青年教师。曾在美国马里兰大学、夏威夷太平洋研究中心、英国南安普顿研究中心等访学。广东省青年科学家协会会员，南海年会组委会秘书长，国家基金项目评审专家。 主要从事海洋环流与混合方面的研究。主持承担国家自然科学基金、国家863计划、海洋局国际合作专项子课题等研究项目十余项。在《J. Phys. Oceanogr.》、《 J. Oceanogr.》、 《J. Mar. Syst.》、《中国科学》等杂志上发表学术论文50余篇。 | | 简介 地球化学博士，教授，博士生导师，现任海洋与气象学院副院长，广东省高等学校优秀青年教师，广东省本科高校海洋科学类专业教学指导委员会委员兼秘书长，广东海洋大学“南海杰出学者”。 曾主持国家自然科学基金等10多项课题；曾参加了中国第四次北极科学考察和德国“太阳号”科考船的科学考察。 主要从事海洋生物地球化学和同位素地球化学研究，近年来重点开展、探讨了南海西北部氮的生物地球化学与物理过程耦合及与碳循环之间的关联。有关工作与合作者在《Biogeoche。》、《Marine Pollu. Bull.》《River Res. Appl.》、《Atmos. Environ.》、《Geophys. Res. Let.》等杂志上发表学术论文80余篇。
|
姓名：徐建军 | | 姓名：徐峰 |
简介 大气科学博士，教授，博士生导师，南海海洋气象研究院院长，广东海洋大学高层次拔尖领军人才，广东省扬帆计划紧缺拔尖人才。广东海洋大学拔尖人才领军学者。原美国乔治梅森大学的研究教授，美国气象学会会员，国家自然科学基金评审专家。曾在香港城市大学、美国新墨西哥理工学院、美国亚利桑那大学、美国空军气象局、美国国家气象局、美国乔治梅森大学任职。 主要从事海气相互作用和数据同化方面研究，目前发表论文130余篇，其中SCI或SCIE论文70多篇，被引用1000多次（90%为他引）。获WMO世界青年科学家的提名，首届江苏青年科学家奖，青年科技奖，涂长望青年气象科技奖，全国优秀青年教师奖。
| | 简介 大气物理学与大气环境博士，教授，博士生导师，教育部大气科学专业教指委委员、国家自然科学基金评审专家、广东省气象学会副理事长、海洋气象委员会副主任，广东省气象标准化技术委员会委员，广东省高等学校本科教指委委员，广东省南粤优秀教师，现任科技处副处长。 主要从事大气科学、海洋气象及相关专业的科研、教学和管理工作。主要研究方向：大气物理学与大气环境、海洋气象。国家自然科学基金、热带海洋气象科学研究基金、中国气象局气候变化专项子项目、灾害天气国家重点实验室开放课题、广东省高校教学质量与教学改革工程项目等20多项科研教研项目等。
|
姓名：刘春雷 | | 姓名：邓立平 |
简介 博士，教授，博士生导师。拔尖人才领军学者。回国前曾在英国雷丁大学气象系工作 20 多年，目前仍是雷丁大学客座研究员。先后在中国科学技术大学、英国曼切斯特大学获学士、博士学位。主要从事全球气候变化机理方面的研究，包括地球观测、大气辐射、台风过程、地球-大气系统能量平衡变化和水循环变化方面的研究。估算的大气层顶各辐射通量和地球表面净能量通量，被国际学术界广泛使用。在 SCI杂志发表的文章已被引用了1000 多次。有把卫星观测资料，大气和海洋再分析资料，以及气候模拟资料结合在一起的丰富经验。 窗体底端
| | 简介 气象学博士，教授，博士生导师，广东省“扬帆计划”紧缺拔尖人才，广东海洋大学“杰出青年学者”。2010毕业于美国爱荷华州立大学，获博士学位，同年前往美国西北太平洋国家实验室从事博士后研究工作，并于2013受聘于沙特国王科技大学作为研究员从事数值模拟和水文气象相关的工作。 主要从事大尺度海气相互作用、数值模拟、热带30－90天振荡信号等方面的研究，主持或参与过美国能源部（DOE/ASR、DOE/ARM、DOE/CCP)、美国爱荷华州立大学、沙特国王科技大学等资助项目9项，并在《J. Climate》、《Geophy. Res. Let.》、《Mon. Weather Rev.》、《J. Hydrometeor.》、《J. Atmos. Sci.》等杂志发表多篇论文。
|
姓名：凌征 | | 姓名：王磊 |
简介 物理海洋学博士，教授，硕士生导师，广东省“千百十”省级培养对象，广东省高等学校优秀青年教师，广东省青年科学家协会会员，国家基金项目评审专家。《J. Coast. Res.》、《Ocean Dyn.》、《Geophys. Res. Lett.》等国际期刊评审人。 主要从事海洋环流、台风-海洋相互作用方向的研究。发表论文18篇，其中SCI论文16篇。主持课题3项（其中国家自然科学基金1项,国家海洋局第二海洋研究所基本科研业务费资助项目1项,卫星海洋环境动力学国家重点实验室自主课题1项）,另参加973计划课题，重点基金等项目，总经费近200万元。成果发表在美国《J. Climate》、《J. Geophys. Res.》、欧洲《Climate Dyn.》、日本《J. Oceanogr.》等物理海洋学领域国际顶尖杂志上。
| | 简介 物理海洋学博士，教授，硕士生导师。2008-2010年美国夏威夷大学国际太平洋研究中心博后。曾获得香港科技大学数学系颁发的优秀助教荣誉奖、第十四届全国热带气旋科学讨论会优秀学生论文奖。担任广东省气象学会海洋气象专业委员会委员。《Inter. J. Climat.》、《Theore. Appl. Climat.》、《Adv. Geosci.》等国际期刊审稿人 主要从事海-气相互作用和气候变化、海洋大气动力学方面的研究工作。在国内外学术期刊发表学术论文20余篇，其中包括国际著名学术期刊《Nature Communications》、《J. Climate》、《Geophys. Res. Lett.》、《Deep Sea Res.》、《Tellus A》等。 |
姓名：郑少军 | | 姓名：张宇 |
简介 郑少军，男，博士，副教授，硕士生导师，现任海洋与气象学院副院长、陆架及深远海气候、资源与环境重点实验室副主任。2011年毕业于中国海洋大学，物理海洋学专业，博士期间曾搭乘“雪龙”号参加中国第26次南极考察、搭乘加拿大“阿蒙森”号进行北极考察。研究方向：大洋环流、海气相互作用和中尺度涡旋。2011-2018年期间，中国科学院南海海洋研究所、自然资源部第一海洋研究所工作。2015年澳大利亚联邦科学与工业组织(CSIRO)访问学者。2018年至今，广东海洋大学海洋与气象学院工作。主讲研究生课程《大洋环流》，本科生课程《海洋Fortran语言程序》。主持包括国家自然科学基金在内的项目4项，在《Journal of Climate》、《Journal Geophysical Research-Oceans》和《Ocean Science》等国内外期刊发表学术论文10余篇。 | | 简介 张宇，1986年5月生，广东海洋大学，副教授，硕士生导师，现任陆架及深远海气候、资源与环境重点实验室副主任。主讲动力气象学、卫星气象学、流体力学等课程。主要从事资料同化、集合预报等数值天气预报技术研究。在数值天气预报系统的技术研发和业务运行上经验丰富：曾参与了美国国家海洋大气管理局原位气球观测计划、城市气象研究院、中山大学、民航气象中心等数值预报系统关键技术研发。主持或参与国自然基金青年基金、重点支持项目、科技部重点研发课题、博士后基金面上项目若干项。 |
二、2021年建设进展
1. 研究队伍
2021年从国家海洋预报中心引进仉天宇研究员和刘金贵副研究员，还引进了同济大学、中国科学技术大学和中山大学引进包创、武力、吴丽晴等多位博士，进一步壮大了实验室科研队伍。
实验室求贤若渴，在引进优秀教师的同时，也很重视对教师的培养。在研究生导师评选中，新增仉天宇老师为博士生导师，新增仉天宇、曹宁、龙景超、梁朋等8位老师为硕士生导师。
目前，实验室已形成了一支以双聘院士、珠江学者等高层次人才领衔、以中青年教师为主体、具有良好国际化学术背景的结构合理的优秀师资队伍。现有固定成员67人，其中教授19人，副教授20人，具有博士学位者63人，60%以上成员具有国外留学经历。珠江学者、青年珠江学者、扬帆计划、南粤优秀教师等省级以上高层次人才16人。
实验室有流动人员12-15人，其中双聘院士2人、讲座教授5人、访问学者5-7人，由国内外知名专家和学者组成，具有良好的国际学术背景。同时，实验室与学院实验教学中心联合组建技术支撑团队，由9名实验师担任仪器设备的维护管理工作，其中3人是副高级职称，形成了较为稳定的实验技术队伍。
2. 研究成果
在实验室各成员的共同努力下，2021年实验室科研成果有了进一步提升，发表论文共计52篇，其中nature子刊论文1篇，SCI论文33余篇；授权专利6项，软件著作权25项；在研和新增项目42项，新增科研项目27项，其中包括新增的国家自然科学基金5项、省部级科研项目2项；科研经费达1254余万元，到账经费522万元。
2021年主要研究进展：
（一）近海海洋环境变化与灾害预警
（1）近期全球热带气旋内核降雨率减弱
由于热带气旋（TCs）活动所产生的强降雨可能诱发洪水、泥石流和山体滑坡等灾害，特别是对沿海地区；因此TC降雨一直是一个重要的研究课题。TC降雨率与TC强度有关，强TC产生的降雨率通常较强。研究表明，TC强度可能会随着气候变暖进一步增强，这意味着TC降雨率很可能会随之增大。因此，由于TC活动对人类生命和财产安全的潜在威胁可能会增加，特别是热带副热带沿海地区。虽然现有的许多气候模式模拟结果均显示未来TC降雨率随着全球变暖进一步增加。但是这一结果缺乏观测结果验证，以及在TC不同径向位置的变化特征有何异同还不清楚。
徐建军教授团队利用了近20年高分辨率卫星降雨数据（TMPA）以及TC历史最佳路径资料（IBTrACS），对当前的TC降雨率趋势作了系统分析。结果表明：全球TC平均雨率整体上增加了约8±4%，这主要是由TC外围区域雨率增加（17±4%）贡献，气温升高导致大气中水汽含量增加为TC外围区域的雨率增加提供了有利条件。然而，TC内核区域雨率在最近20年下降了24±3%；内核区域雨率的减少可能主要受近年大气稳定性增强所影响。
（2）海洋上层对台风的生态响应
海洋水色是海洋生态环境的重要参数，包含总悬浮泥沙（TSS）和叶绿素a（Chl-a）。当台风经过海洋时，巨大的风力强烈地影响着上层海洋，会增加海洋中悬浮泥沙的浓度。
团队研究了台风“山竹”（2018）对TSS和Chl-a时空分布的影响。发现台风“山竹”导致TSS和Chl-a在陆架不同水深引起的影响不同。在从海岸到50 m深度的近海区域，2018年9月18日，即台风登陆后2天，TSS平均浓度达到13.9 mg/l，而台风登陆前约为3.5 mg/l。在50米至100米深度的陆架区域，TSS平均浓度达到2.5mg/l，而台风登陆前约为1 ml/l。在海盆区，TSS平均浓度只有很小的波动。另一方面，在近海地区，9月21日台风登陆后5天，Chl-a的平均浓度达到7.3 mg/m3，而月平均值为2.4 mg/m3。在陆架区域，平均Chl-a浓度在2天内从0.2 mg/m3增加到0.6 mg/m3，这意味着对台风增强的垂直混合和上升流的直接反应。结果表明，在近岸海域，珠江径流输入的TSS的起主导作用，在陆架和盆地地区，台风引起的垂直混合和上升流可能在决定TSS和Chl-a的时空行为中起主导作用。
（3）湖光岩水位潮汐信号分析研究及其对台风的响应
湖光岩是南海西北陆架边缘的封闭淡水湖泊，由平地火山喷发形成，距离河口海岸不足5 km，水平直径约1.5 km，最大深度约20 m。研究者于2018年9月台风山竹登陆前后和2019年1月分别在湖内做了10天左右的水位观测。分析发现，湖光岩水位有明显的天文潮信号和长期变化信号。潮汐振幅约2 cm左右，主要分潮为半日周期的S2分潮和全日周期的K1分潮，主要分潮与近岸潮汐信号一致并略有滞后；在台风山竹过境期间，湖内水位有明显的降低和恢复信号，振幅达0.3 m以上，与外海风暴潮信号一致。研究者利用风场驱动的三维海洋模式FVCOM对湖内水位变化信号来源进行了检验，分析发现，天体引潮势和湖泊固有频率引发的湖震均不足以形成观测到的潮汐信号强度和对台风的显著响应。研究者推测湖内的水位变化信号是湖底通过地下水连通受到外海影响所致。
（4）台风对琼东陆架海营养盐合水体输运影响研究
琼东上升流区是我国重要的渔业和生物多样性区域，同时也是台风常经之路。该区域物质输运特别是跨陆架输运对人类生活具有重要影响。不同天气背景下尤其是台风情况，该海域的环流结果以及定量物质输运有待进探究。
学院物理海洋团队利用2012年7月及2013年8月台风“飞燕”前后的航次观测数据，对比了“无台风”，“台风前”和“台风后”三种天气背景下琼东上升流区域的环流结构及营养盐分布；同时计算了相应的沿、跨陆架物质输运。结果发现，在近海区域，相较无台风情况，台风前沿岸流转向，台风前后跨陆架向岸流量减小一半以上；同时，台风后NO3-、PO43-和SiO32-的沿、跨陆架通量下降至无台风时约1/3。机制分析显示台风风场扰动及Ekman输运和泵吸可能是流场和物质输送变化的原因。
（5）南海北部琼东全新世沉积演变与台风
我院海洋地质团队成员黄超博士利用采自琼东海域大陆架GH6岩芯，通过AMS 14C测年建立岩芯的年龄–深度模式，进而开展高分辨的过去7000年气候演化与人类活动影响的重建工作。结果发现，在5400-4900 cal yr BP期间琼东地区发生了一次显著地气候突变事件，这与季风区其他研究发现的弱季风事件一致。该弱季风事件刚好与减弱的太阳活动、较强的ENSO活动以及北大西洋冰伐事件发生的时间吻合，表明太阳活动可以通过影响ENSO系统和北大西洋对亚洲夏季风产生重要影响。近1500年以来，GH6岩芯记录的化学风化和陆源输入逐渐增强，且岩芯沉积物中的低频和频率磁化率大幅度增加，金属元素Cu和Pb的含量也迅速增加。这些岩芯沉积记录的增加趋势与海南岛的开发历史基本一致。然而，亚洲季风区多种地质载体的研究结果发现，夏季风在近1500年呈现整体减弱的变化。我们推测，由于人口的增加、农业生产的发展以及采矿冶炼活动的扩张，引起土壤侵蚀的增强和金属元素含量（Cu和Pb）的增加，进而导致陆源输入到近海陆架上沉积物的增加。因此，近1500年以来，琼东地区逐渐增强的人类活动取代了自然气候条件成为地表环境改造的主要控制力量。
（6）粤港澳大湾区多风险脆弱性评价
本研究利用海岸风险轮（Coastal Hazard Wheel，CHW）对粤港澳大湾区多风险进行了评价。结果表明：粤港澳大湾区海岸的生态系统破坏、逐渐淹没、咸水入侵、侵蚀和洪涝灾害等5种灾害类型的高风险比例分别为21.45%，37.67%，27.55%，19.96%和48.23%，因此可认为湾区主要受洪涝、逐渐淹没、咸水入侵和生态系统破坏4种灾害；侵蚀灾害风险较低，不具有极高风险。
（7）海气耦合模式（HWRF）对西太爆发性台风强度预报取得新进展
提高台风强度及路径预报技巧可以从两方面入手：一是不断改进模式的初始条件，使其逼近“真实”大气，二是从模式本身的动力框架出发，不断改进模式对台风内部物理机制的拟合过程。海气耦合模式中，对台风强度预报技巧性参数为海气界面交换通量，而海气界面交换通量在模式中可以分为水平涡旋扩散以及垂直涡旋扩撒，其中水平涡旋扩散在HWRF海气耦合模式中由水平混合长度决定，垂直混合则由边界层参数化方案决定。而目前的海气耦合模式中对海洋表面温度（sst）的拟合效果都是呈现出偏弱的现象，本文研究主要针对边界层参数化方案以及水平混合长度作为关键性参数。
学校南海海洋气象团队利用2019年超强台风“玲玲”进行模拟分析。结果表明：在理想实验中，水平扩散系数对爆发性增长阶段台风的强度拟合十分敏感，当增大水平扩散系数时，在台风爆发性增长阶段，台风眼区垂直斜率增大，台风边界层辐合风速增大，从而导致台风强度增大；在真实试验中，边界层参数方案的选择对台风强度影响也较为重要，QNSE（Quasi-Normal Scale Elimination）边界层参数化方案在边界层静力稳定度函数的计算是取决于不同的表面粗糙度，其对台风边界层TKE的拟合效果远高于GFDL方案，因此该方案对台风强度模拟的偏差小于GFDL（Geophysical Fluid Dynamics Laboratory）边界层参数化方案；当增加水平扩散系数时，边界层角动量的收敛性更大，导致涡旋更快旋转，进一步增加了台风的强度。通过计算台风边界层的水平和垂直涡旋扩散可知，当增大水平扩散系数时，相应的水平及垂直涡旋扩散也呈增大趋势，因此从模式内部参数化设置角度出发，水平扩散系数对台风的预报有十分重要的影响。
（二）海洋多尺度动力过程与气候变化
（1）海气相互作用
海表降温是海洋对热带气旋响应的最显著特征。前人研究表明热带气旋强度和移动速度及海洋混合层深度和温度梯度等均对热带气旋引起的海表降温有着重要影响，但以往研究大多为个例研究或仅考虑了热带气旋强度和移动速度的影响。
基于卫星微波遥感海表温度数据研究了西北太平洋区域热带气旋引起的海表降温及其恢复过程。结果显示热带气旋引起的平均最大降温为 -1.25℃，大多数降温（~87%）在热带气旋经过后30天内恢复；恢复时间主要取决于降温幅度，降温幅度大（小）则恢复时间长（短），两者的相关系数达到-0.52。进一步分析表明混合层深度和混合层底温度梯度对热带气旋引起的海表降温有着重要影响：混合层深度每减少7米或混合层底温度梯度升高0.04℃/m，最大降温降低0.1℃。在此基础上，进一步分析了热带气旋强度和移动速度、混合层深度和混合层底温度梯度的共同影响，并利用线性回归方法得到了热带气旋引起的最大降温和以上4个因子之间的关系。利用回归方程计算得到最大降温和观测最大降温的空间相关系数达到0.57。
（2）ECMWF模式对西北太平洋热带气旋生成的预报能力的研究进展
热带气旋的生成预报一直是业务以及研究的热点和难点。本文利用交互式全球大集合预报系统（TIGGE）中欧洲中期天气预报中心（ECMWF）高分辨率确定性预报数据，对2007-2018年西北太平洋的热带气旋生成的预报能力进行了全面的统计评估。根据各预报提前期模型TC的预报能力可分为命中型（WP）、早报型（EF）、晚报型（LF）和错报型（FP）。根据实际TC发生的特定时刻，将大尺度天气环流背景场分为季风切变线（SL）、季风汇合区（CR）、季风涡旋（GY）、东风波（EW）和先兆性热带气旋型（PTC）及未能识别型流场（UCF）。总体而言，SL型预报技巧最高，其次是CR、GY、PTC，EW和UCF型则最低。2007-2018年期间，ECMWF模式的预报性能没有明显的改善，可能部分原因是研究时间段后期SL型个例占比较低。5、6、9、10月份预测TC生成能力最高，7、8、11月份较低。在SL型中，偏西、偏南生成的TC更容易预报。
（3）厄尔尼诺事件爆发早晚会不会影响台风的生成与活动？
以往的研究表明，基于赤道太平洋增暖时间早晚，El Ni?o事件可分为春季（4～6月，SP）和夏季（7～10月，SU）事件。不同的大气和海洋条件会导致El Ni?o事件增暖时间不同，进而影响热带气旋的活动。本研究发现，西北太平洋海域中，SP型事件中热带气旋形成的位置相对于气候平均状态（1951-2017年）显著偏东和偏南，但在SU型中仅显著的偏东。在SP型中，TC活动频数在150°E-170°E海域更高。同时，除南海外，大部分西太平洋海域的ACE值均大于气候平均的ACE值。另一方面，SU型中TC活动频数和ACE的正异常在统计上基本不显著，正值中心更加偏西。进一步分析发现，这些差异均发生在强台风中。在SP发展阶段，热带气旋平均生成位置偏东和偏南可归因于有利的大气和海洋条件的明显的偏东南移动，包括较弱的纬向垂直风切变、较强的相对涡度、较高的中层相对湿度和较高的上层海洋温度（5-100m）。这些条件主要与赤道中太平洋附近西风异常的出现时间有关。厄尔尼诺事件的爆发时间早晚可以作为西太平洋热带气旋发生位置和强度的良好预测指标。
（4）多源资料研究青藏高原—热带印度洋热力差异
1979～2014年期间夏季对流层上层海陆热对比在探空仪数据（IUK、RICH、RAOBCORE）、再分析数据（JRA-55、NCEP/DOE、ERA5）和CMIP6（（MPI、FGOALS 和 CESM2））间存在较大差异。青藏高原（TP）与热带印度洋（TIO）夏季海陆热差异指数（TTI）的描述性统计指标（即最大值、最小值和偏度）差异较大。 ERA5、JRA-55 数据与无线电探空仪数据的相关性最好。探空仪资料的线性趋势与再分析资料具有显著相关性，均表明陆海热对比快速增加发生在1990年代和2000年代后期，这种年际变化可能受到太平洋年代际振荡 (PDO) 年代际信号的调制。除NCEP/DOE和IUK外，其他数据显示TP-TIO区域增温最显著的是对流层上层，不同数据夏季气温趋势的垂直廓线差异较大，CMIP6显示出明显的升温趋势。
（5）青藏高原—热带印度洋热力差异与南亚夏季风关系的研究
青藏高原（TP）和热带印度洋（TIO）对流层上层的经向温度梯度影响南亚季风环流。 TP 和 TIO 大气热源（AHS） 的季节性变化是相反的。夏季同纬度TP最强，TIO最弱，热反差最明显。 TP和TIO的热源分别位于南亚季风区（SASM）强斜压区的北侧和南侧，均以对流层高层深对流加热为主。发现基于 AHS 的 TP-TIO 区域经向热对比度指数 (QI) 和基于斜压的 SASM 指数 (MI) 呈强正相关。在 QI 异常高的年份，夏季 TP 和 TIO 之间的热反差强烈，使欧亚大陆上空对流层上层变暖，TIO 上空冷却。更强的温度梯度增强了对流层的斜压，导致低层西风气流和高层东风气流增强。异常风加强了南亚高压（SAH），对流层上部的中心较暖，赤道印度洋上空的沃克环流增强。最后，异常环流导致 SASM 地区更多的降水。
（6）春季黑潮延伸体区潜热异常对北美西岸降水的影响：年际变化和作用机理
黑潮是著名的西边界暖流，它通过经向热输送对区域乃至半球气候产生深远影响。黑潮及其延伸体可通过局地海气相互作用调整北太平洋大气环流，并影响其下游的北美区域降水分布。因此，深入研究黑潮系统影响北太平洋大气环流的动力机制有助于提高北美地区降水变化规律的认识。
本文基于观测和再分析资料的研究表明，黑潮及其延伸体潜热通量异常可通过影响低层环流异常和高空急流轴的位置变化，引起北美中西部南北方向“跷跷板”式的振荡。黑潮及其延伸体潜热释放增强主要增加了局地大气的不稳定性，但因降水加强引起的大气加热却能产生远程效应，形成反气旋环流延伸到北美南部，抑制降水。大气斜压不稳定增强且偏南可影响到对流层高层，进而调制高空急流轴的位置偏南且向东加强。急流轴出口区左侧增强正涡度平流的输入，有利于在加拿大西海岸出现气旋式环流从而增强降水。反之，其出口区右侧负涡度平流的输入则形成低层反气旋，抑制降水。此外，La Ni?a事件背景下东亚大陆冷空气南侵加强，对黑潮及其延伸体潜热通量增强有利。
（7）热带三大洋海温的不同增暖趋势可以引起西北太平洋热带云团发展率在最近年代变化趋势的季节差异
热带云团是热带气旋的“种子”，在环境适宜的情况下热带云团可能发展为热带气旋。热带云团的发展率（Genesis Productivity; GP）用来定量表征能够发展为热带气旋的热带云团所占的比例。我们在研究中发现西北太平洋（WNP）海域热带云团发展率的变化趋势具有明显的季节差异。尽管绝大多数月份WNP海域热带云团的GP在最近呈下降趋势，其中以10月份的下降趋势最强，然而5月份是唯一一个GP出现显著上升趋势的月份。这种5月和10月的相反变化趋势可以归因于热带三大洋海温的不同增暖趋势引起的WNP海域低层大气环流异常的不同变化。5月，更强的热带西太平洋的海温增暖可以促使与异常大气气旋型环流相联系的西风异常，这种大气环流的变化有利于大气涡动动能和正压能量转化的增强，从而可以导致最近年代WNP海域热带云团GP在5月份的增加。10月，更强的热带大西洋和印度洋海温增暖导致WNP上空形成与异常大气反气旋型环流相联系的东风异常，进而导致大气涡动动能受到抑制，引起最近年代WNP海域热带云团GP在10月份的减小。这些结果突出了WNP海域热带云团和相关大气—海洋环境场在最近年代变化趋势的季节差异。
（8）影响西北太平洋台风数量在2020年7月异常偏少和10月异常偏多的环境场的对比
2020年7月西北太平洋（WNP）出现没有热带气旋（TC）生成的“空台”事件，TC数量异常偏少；然而，2020年10月WNP有7个TC生成，出现达到该月TC数量历史最高值的TC异常偏多的情况。研究分析了2020年7月和10月WNP海域的TC潜在生成指数（GPI）的异常特征。2020年7月，WNP TC主要生成区域的GPI值比气候平均值减少50.8%，可以解释TC数量的异常偏少。2020年10月，WNP TC主要生成区域的GPI值比气候平均值增加96.9%，可以支持TC数量的异常偏多。通过定量比较GPI中各个环境因子的相对贡献大小，发现中层大气的相对湿度是造成2020年7月和10月GPI异常的最大贡献因子。结果突显了大气水汽含量异常对2020年7月和10月WNP海域TC生成活动异常的重要作用。
（9）南海中涡旋可用位能的季节和年际变化
能量的分布和转化控制着海洋环流的形态，其中包括了动能和可用位能。学院物理海洋研究团队根据1997年到2019年的ECCO2数据，研究了南海涡旋可用位能的分布，和调控涡旋可用位能的因素。
研究显示，在气候态南海涡旋可用位能占总可用位能的64%。平均流可用位能的典型区域主要位于吕宋海峡西部，而涡旋可用位能的典型区域包括：吕宋海峡西部海区、吕宋岛西部海区、越南沿岸海区。其中吕宋海峡西部海区和吕宋岛西部海区受厄尔尼诺调控较为显著，而在越南海区，季节变化、厄尔尼诺、和印度洋过程都对其有较大的影响。总体来看，太平洋过程主要影响南海东部海区，而印度洋过程主要影响南海西部海区。
（10）印尼海及周边海域层结的时空变化特征分析
海水层结和密度跃层是海洋基本水文特征，是海洋环流、内波等动力过程、海洋生物地球化学过程以及气候系统变化等科学研究的重要参数，直接影响着海洋能量循环和物质垂向输送。
研究显示，气候态下ITF 3 条路径上跃层平均N2 差异较小，其中中部路径平均值最大，为10?3.68 s?2，东部路径平均值最小，为10?3.71 s?2；各路径跃层深度和厚度存在明显差异，东部路径跃层深度和厚度最大，分别为124 m 和192 m，中部次之，西部最小为99 m 和143 m，并且印尼海的跃层深度和厚度平均值均小于其他海域。印尼海N2 存在显著的季节变化和4～7 a 的多年周期变化，其中年际变化可能主要受厄尔尼诺?南方涛动事件影响。季节上，在印尼海域内， ITF 3 条路径夏季层结强度均小于冬季(北半球冬夏季)，冬、夏两季N2 差值最大可达到两个量级。1993?2015 年的长期变化趋势显示，印尼海及周边大部分海域的层结强度呈现增强趋势，其中印度洋中部和哈马黑拉海23 a 内最大层结增强近0.1 个量级。
（11）基于实验室高度计和热成像观测旋转热对流的表面湍流
垂直热对流是海水运动重要组成部分，在地球自转的影响下，重力不稳定下的热对流会形成泰勒柱结构。本文基于实验室模拟观测，发现热对流表面温度扰动和流场具有良好的对应关系，这一关系和表面准地转过程十分类似。
（12）深度学习算法在海洋涡旋识别中的应用
海洋旋涡是一种普遍存在的海洋特征，在全球能源和物质运输中发挥着重要作用，对海洋中营养物和浮游植物的分布起着重要作用。基于海洋数据的不同类型，已经发展了一系列海洋涡旋探测方法，但传统的涡旋识别方法在大面积海域涡旋识别中计算速率较慢。随着人工智能技术的不断发展，深度学习算法页开始应用于海洋涡旋的探测，
学院物理海洋团队利用深度学习语义分割的三种智能算法（PSPNet、DeepLabV3+和BiSeNet）进行海洋涡旋的智能识别，并对三种算法识别涡旋的结果进行一系列的比较和分析。经研究发现，PSPNet算法由于采用了金字塔池化模型，在小尺度涡旋识别方面具有很大的优势；BiSeNet算法引入了Spatial Path模块，识别的大尺度涡旋数量更多；DeepLabV3+算法在涡旋智能识别方面较其他两种算法优势不明显。
（13）北极海冰运动的多时间尺度变化，与大气海洋的关系
海冰的热力学和动力学过程在全球气候中扮演着重要的角色，因为它们显著地影响着地球的能量平衡和淡水通量。海冰漂移运动是海冰浓度和厚度时空变化的关键驱动因素。由于北极海冰覆盖面积巨大，而且自然环境恶劣，我们在充分理解海冰与大气和海洋相互作用过程方面的不确定性和观测的普遍稀疏性阻碍了我们对未来海冰覆盖的理解。
利用美国国家冰雪数据中心的海冰运动长时间序列遥感数据，分析了从1979年到2018年北极海冰漂移的时空多尺度变化特征。结果表明，三种主要的漂移模式均存在1、2、4和8年左右的显著年际变化周期。而且第二模态还具有显著的年代际变化特征，周期约为19年，而其他两种模态没有显著的年代际变化特征。结合大气和海洋地球物理变量，相关分析结果表明， EOF第一模态的海冰漂移模式主要与大气环境因子相关，EOF第二模态与大气和海洋因子共同作用相关，EOF第三模态主要与海洋因素相关。研究分析表明，海洋环境也与海冰运动有很强的相关性。特别是对于一些海冰运输模式，这种相关性甚至超过了大气强迫。
（14）神经算法辅助北极海冰提取的广义复值约束能量最小化方案
卫星遥感具有大尺度，高时空分辨率的显著优势，被广泛应用于海洋环境研究之中，受北极地区环境和现场观测困难的制约而成为北极海冰最重要的研究手段。但光学传感器常因天气环境（如多云、薄雾、降雨、夜晚等）造成大量遥感影像被云覆盖或部分数据缺失。因此，开展针对北极光学遥感影像高纬度、高噪声环境下噪声抑制算法的研究，实现北极海冰的精确提取，是后续北极海冰密集度、面积、体积、运移、通量等科学问题研究的关键前提。此外，针对实际应用场景中图像提取过程容易受到噪声干扰的问题，提出了一种改进的牛顿积分神经算法来辅助广义复值约束能量最小化方法。通过对牛顿迭代法的基础上增加一个误差积分反馈项，抵抗噪声对广义复值约束能量最小化求解过程的扰动，实现对北极海冰的高精度、鲁棒提取。通过在Sentinel-2, LandSat8 OLI以及MODIS三种不同的光学影像进行测试，证明该方法具有较好的抗噪声能力以及较高的海冰提取精度。
（三）海洋资源开发利用与环境评价
（1）利用水的氢氧同位素定量研究南海西北部上升流动力过程与强度
利用2018年春季和夏季南海西北部海水氢氧同位素及现场温盐，研究该海域上升流及其他水团过程。结果发现，春季和夏季在海南岛东北部表层水体均发现较低的温度，表明该区域受到上升流的影响。在春季，海南岛东北部水体温度较低，且伴随着较高的δ18O和δD值。但这种现象在夏季不太明显，这说明了春季和夏季不同的水动力过程。夏季，上升流向东横向流动导致这一现象的主要因素。在西部海域，离岸上层水（OUW）主要由近岸水和离岸底层水混合形成。通过同位素质量守恒定量计算发现，春季离岸底层水对表层水的贡献率为40%，而夏季贡献率达到69%。该研究提出了利用稳定同位素量化研究南海西北部上升流的方法，与传统的水文观测相比这提供了更丰富的信息。该成果发表于Journal of Geophysical Research: Oceans (2021)。
（2）利用同位素手段研究吕宋海峡的水团过程
根据温盐和水的氢氧同位素共识别出5个水团，分别为北太平洋热带水（NPTW）、北太平洋中层水（NPIW）、太平洋深水（PDW）、南海热带水（SCSTW）和南海中层水（SCSIW）。利用水的氢氧同位素定量了潜在水团对各个水层的贡献，此外，在1200米以深，发现偏正的同位素值可延伸至1500米以深，打破了前人认为偏正的同位素仅在1000米以浅的深度。还发现了PDW从吕宋海峡进入南海深层。该成果发表于Journal of Geophysical Research: Oceans (2021)。
（3）台风“彩虹”引起近海半封闭海湾的强烈的降解作用，而不是藻华现象
为研究台风对近海区域生物地球化学和生态影响，选择湛江湾（半封闭近海海湾）作为研究区域，在超强台风“彩虹”期间和非台风期间采集表层海水样品，并测定海水的物理化学参数。结果表明，非台风期间湛江湾湾内叶绿素a含量高于湛江湾外的叶绿素a含量，相反，台风之后湛江湾内的叶绿素a含量明显低于湛江湾外的叶绿素a含量。在台风期间，表观耗氧量（AOU）为正值且溶解氧为不饱和，暗示水体存在明显的生物降解过程。相比之下，非台风期间较低的POC/Chl a比值和C/N比值以及颗粒氮、碳与叶绿素a间的显著正相关关系表明，此时湛江湾以浮游植物生长为主。研究发现台风引起了近海半封闭海湾的强烈的降解作用，而不是短暂性的藻华，为台风对近岸海域生物地球化学和生态的影响提供了新认识。该成果发表于Journal of Geophysical Research: Biogeosciences (2021)。
（4）台风控制中国南方雨水的氧同位素
高分辨率石笋氧同位素（δ18O）记录被广泛应用于古气候研究，这作为中国南方东亚季风强度的指标。然而，一个关键问题是东亚季风还是他因素控制着中国南方降水中的δ18O仍不清，这需要现代观测来证实。为解决这一问题，于2015年5月至2020年4月连续5年在台风频发的湛江市收集雨水样品412个，其中包括43次台风期间共144个雨水样品，分析雨水中的δD和δ18O。结果表明，湛江雨水线的方程为δD = 8.961 δ18O + 6.235，该斜率明显高于全球水线（8）和中国水线（7.9）。并且，台风期间δ18O、δD和d-excess明显低于其他时期（雨季、旱季等季风时期），这表明台风可将大量更远的西太平洋和南海水汽带到湛江。偏远的水汽来源是导致台风期间δ18O、δD和d-excess降低，这也是导致湛江水线偏离全国和全球水线的主要因素。因此，湛江雨水中δ18O变化主要受到台风的影响，而不是东亚季风，这为中国南方古同位素资料的解释提供了新的认识。该成果发表于Journal of Geophysical Research: Atmospheres (2021)。
（5）粤西沿岸流的气旋环流可将大量陆源有机质带入粤西离岸海域
利用颗粒有机物的δ13C、δ15N和C/N比值等地球化学参数，研究了粤西沿岸流对该海域颗粒有机物的影响。结果发现，春季和夏季近岸区域光合有机质主要由沿岸流带来的营养盐触发，而离岸区域陆源有机物比例在春季高而夏季低。春季，较弱且狭窄的粤西沿岸流带入离岸区域的营养盐（缺磷水体）较少，限制了浮游植物的生长。这种情况导致了该时期沿岸流以外的气旋环流可将陆源有机物带到离岸区域。通过贝叶斯混合模型计算出离岸区域陆源有机物来源在春季（C3植物占75.8%）高于夏季（C3植物占33.7%）。该研究成果发表于Marine Pollution Bulletin（2021）。
（6）夏季南海西部上升流诱发浮游植物水华研究的新发现
夏季，在南海西部越南东南沿海经常出现浮游植物水华。本文利用1998年至2020年多源遥感数据，如海面温度、海面风速、气溶胶、海平面异常、叶绿素数据和现场分析数据，我们展示了该地区夏季浮游植物水华的空间变化模式。偏相关和多元逐步线性回归分析表明，埃克曼输运和埃克曼抽吸对夏季浮游植物水华的影响大于其他环境因素，表明由风引起的上升流和垂直混合增强的养分可能是该地区浮游植物水华主要触发因素。气溶胶与该地区的叶绿素呈弱相关，该地区丰富营养物质可能来自上升流和对流翻转。东北急流导致南海西部高叶绿素的分布呈羽状。本研究的一个新发现是，该地区的北向流可能导致浮游植物水华从上升流区域向北偏移。
（7）超强台风“彩虹”对近海半封闭海湾生物地球化学和生态的影响
前人利用卫星遥感数据发现台风过后开阔海域通常会出现短暂性的藻华。然而，由于近岸卫星数据的低清晰度以及台风期间采样困难，台风对近海区域的影响尚不清楚。为研究台风对近海区域生物地球化学和生态影响，选择湛江湾（半封闭近海海湾）作为研究区域，在超强台风“彩虹”期间和非台风期间采集表层海水样品，并测定海水的物理化学参数。结果表明，非台风期间湛江湾湾内叶绿素a含量高于湛江湾外的叶绿素a含量，相反，台风之后湛江湾内的叶绿素a含量明显低于湛江湾外的叶绿素a含量。在台风期间，表观耗氧量（AOU）为正值且溶解氧为不饱和，暗示水体存在明显的生物降解过程。相比之下，非台风期间较低的POC/Chl a比值和C/N比值以及颗粒氮、碳与叶绿素a间的显著正相关关系表明，此时湛江湾以浮游植物生长为主。研究发现台风引起了近海半封闭海湾的强烈的降解作用，而不是短暂性的藻华，为台风对近岸海域生物地球化学和生态的影响提供了新认识。
（8）海藻多酚7PE对酒精诱导HepG2/CYP2E1细胞氧化应激的抑制作用
肝脏容易受到氧化应激引起的损伤，这将导致许多疾病，包括酒精性肝病(ALD)。肝病危及人体健康，以及ALDi的发病率年代；因此，预防是非常重要的。7-PhloroEckol (7PE)是一种海藻多酚，是在之前的研究中从海藻中分离出来的。在本研究中，抗氧化应激通过酒精诱导的细胞毒性、DNA损伤以及相关炎症和凋亡蛋白的表达来评价7PE对HepG2/CYP2E1细胞的影响。结果表明，7PE引起了酒精诱导的细胞毒性减弱，降低活性氧ROS的含量，有效抑制一氧化氮细胞的DNA损伤。此外，表达式谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)、B细胞淋巴瘤2(Bcl2)和Akt水平升高，而γ-谷氨酰基转移酶(GGT)、Bcl2相关x(Bax)、裂解半胱天蛋白酶-3、裂解半胱天蛋白酶-9、核因子-κB(NF-κB)降低，JNK降低。最后，分子对接证明了7PE可以与BCL-2和GSH蛋白结合。这些结果表明，7PE可以减轻酒精诱导的氧化作用HepG2细胞和7PE在未来抗氧化剂的开发中具有潜在的应用前景。
（9）基于杂交链式反应和三螺旋DNA的荧光共振能量转移传感平台的构建及其在牛奶中氯霉素检测的应用研究
氯霉素(CAP)是一种广谱抑菌抗生素，是治疗革兰氏阴性和革兰氏阳性传染病的有效药物。由于其优良的抑菌性和价格适中，广泛应用于人类、家禽和水生生物，用于控制和治疗传染病。然而，CAP残留会通过食源性生物积累在人体中累积，对人体健康造成极大危害。因此，许多国家都严格管制或禁止在生产食品的动物中使用CAP。传统的CAP分析技术，虽然灵敏、准确，但分析耗时长、需在昂贵的分析仪器以及复杂的处理过程均限制了现有技术的推广。
李宇彬副教授团队利用荧光共振能量转移(FRET)原理，利用核酸适配体作为识别元件，通过杂交链式反应作为信号扩增技术，以三螺旋DNA作为信号输出元件，实现了对牛奶中CAP的灵敏、快速和特异检测。CAP能特异性地与适配体（aptamer）结合并释放触发序列，使HCR有效地启动并荧光探针序列形成三链DNA，因此FRET配对(FAM和TAMRA)的距离足够近可导致荧光减弱，通过测定520 nm的荧光降低量来定量检测CAP。实验结果表明，该传感器的检出限为1.2 pg?mL?1，高于酶联免疫吸附测定(LOD = 25 pg?mL?1)，且检测时间可在30 min内完成，约为酶联免疫吸附测定的1/3。因此，本方法具有灵敏度高、选择性好、检测时间短、检测结果准确等优点，在食品抗生素诊断中具有良好的应用前景。
（10）18β-甘草次酸纳米晶体通过改善局部输送来增强抗炎活性
甘草酸是甘草的主要成分，具有保肝、抗炎，增强机体免疫力等作用。但经研究发现，甘草酸在体内发挥药理作用的并不是甘草酸本身，而是其代谢产物甘草次酸。18β-甘草次酸（GA）具有与糖皮质激素类药物相似的作用，但却不是激素类药物，不具有激素药物的副作用，被广泛应用于皮肤病。此外，还应用于高档化妆品领域。然而，18β-甘草次酸在水中的溶解性较差，导致皮肤渗透性差和生物利用度低。因此，如何提高18β甘草次酸的皮肤渗透性和生物利用度具有重要的现实意义。
本课题组长期从事纳米载体用于药物递送的研究，发现，通过纳米载体递送药物存在载药量低的缺点。为了提高脂溶性药物在病灶部位的治疗效果，我们采用高压均匀化法制备了18β-甘草次酸纳米晶（Nano-GA），并表征了其物理特征，考察了其体外渗透能力和体内抗炎效果。结果显示，18β-甘草次酸纳米晶悬浮液的平均粒径为288.6±7.3nm，粒径分布窄（多分散指数~0.13±0.10）。纳米化后，热稳定性和结晶度显著降低，溶解度显著增加。纳米化18β-甘草次酸显示出比粗制18β-甘草次酸更高的皮肤通透性。对小鼠耳朵以及促炎因子和髓过氧化物酶水平的宏观和染色观察及检测表明，纳米GA水凝胶比粗GA水凝胶和吲哚美辛水凝胶（阳性药物）具有更好的抗水肿能力和更强的抑制炎症发展的能力。这些结果表明，纳米18β-甘草次酸纳米晶可能是一种有效的皮肤炎症局部治疗剂。
（11）纳米塑料和赤潮毒素冈田酸对人体健康的影响
在海洋环境中，纳米塑料(nanoplastics，NPs)与其他污染物（如海洋赤潮毒素冈田酸(okadaic acid, OA)）的共存已成为一个不容忽视的环境问题。它们可能通过食物链被人体摄入并引起不良反应。然而，NPs和OA对人体健康的联合毒性仍是未知的。
本研究是首次探讨聚苯乙烯(polystyrene, PS) NPs和OA对人胃腺癌(AGS)细胞的联合毒性作用及其机制。将20 nm PS (0.5, 8 μg/mL )或/和OA (5, 10 ng/mL )暴露于AGS细胞中，通过检测相关指标、转录组学和加权基因共表达网络分析(Weighted correlation network analysis, WGCNA)评估其细胞毒性。结果表明，PS增强了OA对AGS细胞的毒性，尤其是高浓度的PS。PS和OA共同影响细胞生长和死亡，通过增加ROS产生抑制DNA复制和修复，导致DNA损伤并诱发范可尼贫血。
（12）新型壳聚糖衍生物的制备及其在对虾养殖病害中的应用
凡纳滨对虾是我国对虾养殖的最主要品种之一。近年来，随着高密度集约化养殖的推广，水质恶化严重，致病菌频繁爆发。副溶血弧菌（Vibrio parahaemolyticus，Vp）能引发对虾发生红体、烂鳃、白浊和急性肝胰腺坏死病等，是导致对虾大量死亡的主要病原菌之一，给养殖业带来巨大的经济损失。因此，迫切需要寻找有效预防和控制副溶血弧菌的途径，以减少对虾养殖业的经济损失。
学院李思东老师课题组通过氧化、席夫碱和还原反应将小分子庆大霉素接枝到大分子壳聚糖骨架上，合成出具有广谱抗菌活性的壳聚糖-庆大霉素缀合物（CS-GT）。采用FTIR、1H-NMR、13C-NMR、XPS、元素分析等阐明了CS-GT的合成机理。通过16S rRNA和RNA-seq高通量测序技术分析了CS-GT对肠道微生物菌群的影响规律性和及其免疫机制。研究结果显示，CS-GT能抑制副溶血弧菌的入侵与定植，调节肠道微生物菌群的结构，并通过肠道菌群和细胞因子之间的相互作用，促进LGMN、LIPA 和NPC2的表达量上调，推测CS-GT通过激发溶酶体信号通路来提高机体免疫力，并更有效地吞噬病原菌。
（13）地塞米松对成年雌性食蚊鱼的形态、基因表达及肝脏组织的影响
地塞米松（Dexamethasone，DEX）是糖皮质类激素，作为药物广泛应用于人类以及兽类疾病的治疗。该研究以DEX为目标物，成年雌性食蚊鱼（Gambusia affinis）为实验动物，对鱼体臀鳍以及椎肋骨的形态学参数进行了测量，并考察了鱼体肝脏组织以及与性激素相关的基因表达变化，以评估DEX暴露对成年雌性食蚊鱼的不良影响。本研究分别设置空白对照组、0.5、5和50 μg/L DEX处理组，对食蚊鱼进行为期60天的暴露。暴露结束后，对各评估指标进行分析。结果表明：①50 μg/L DEX处理组中，臀鳍第三鳍条的分节数极显著增大，表明一定浓度的DEX可引起微弱的雄性化效应；②50 μg/L DEX处理组中，第16根椎肋骨的长度极显著减小而其垂直距离也显著减小，表明DEX可显著抑制食蚊鱼的骨骼发育；③在5或50 μg/L DEX处理组中，雄激素受体基因（ARα和ARβ）、雌激素受体基因（ERβ）、卵黄蛋白原基因（VTGC）以及细胞色素基因（CYP19A）的表达被显著抑制，表明DEX可从基因水平上干扰雌性食蚊鱼正常的性激素分泌功能。④相对于空白组，5或50 μg/L DEX处理组中，食蚊鱼的肝血窦扩大，肝脏出现灶性坏死以及核缺失的空泡化细胞。总之，DEX可诱导成年雌性食蚊鱼发生微弱的雄性化，对食蚊鱼的形态、基因表达以及肝脏组织造成显著的负面影响。
（14）金乌贼墨糖胺聚糖对酿酒酵母模型转录及代谢谱的影响
乌贼墨多糖(Sepia esculenta ink polysaccharide, SIP)具有抗氧化、抗肿瘤、抗化疗损伤及抗凝血等多种生物活性，被认为是一种潜在的化疗辅助剂。本研究采用离子交换层析从SIP中分离纯化得到4个组分，其中产量最高的组分SIP-IV经表征是一种富含硫酸根的糖胺聚糖。SIP-IV重均分子量为 14.4 kDa，分子构象为球形，其由岩藻糖、半乳糖胺、葡萄糖胺、甘露糖和葡萄糖醛酸组成，摩尔比为5.1:7.3:3.8:1:4.4。基于酿酒酵母 (Saccharomyces cerevisiae)模型，我们观察到SIP-IV能够促进细胞增殖和调节胞内抗氧化水平。转录组分析表明，SIP-IV促进酵母细胞增殖可能与调控Rho蛋白信号转导、核自噬和氮利用有关。而在代谢水平上，SIP-IV还调节了细胞中氨基酸和磷脂的代谢。多组学策略对这种海洋多糖的调控机制进行了全局分析，为进一步阐明其活性机制提供了理论基础。
（15）用于皮肤创伤修复的儿茶酚功能化壳聚糖/活性肽微球水凝胶
壳聚糖基温敏水凝胶已广泛应用于药物释放和组织工程，但其生物活性差，限制了其进一步应用。本研究制备了球形完整、平均粒径3.9 μm的壳聚糖/牡蛎肽微球（OPM），包封率72.8%，载药量11.9%，具有良好的缓释效果。以儿茶酚功能化的壳聚糖（CS-C）为聚合物基质材料，OPM为填料，β-甘油磷酸钠（β-GP）为热敏剂，制备了CS-C/OPM/β-GP温敏性水凝胶，研究了该水凝胶在创伤修复中的应用，并对其生物安全性进行了评价。体外细胞迁移实验结果表明，CS-C/OPM/β-GP的细胞迁移率在48h内达到97.47±5.41%，说明水凝胶具有促进L929细胞迁移的作用。小鼠皮肤创伤实验表明，CS-C/OPM/β-GP水凝胶不仅能抑制多种炎性细胞的聚集，加速伤口胶原纤维和新血管的生成，还能促进肉芽组织中总蛋白（TP）的合成，并上调Ki-67和VEGF在创伤组织中的表达，从而实现创伤的快速愈合。安全评价结果表明，CS-C/OPM/β-GP水凝胶对L929细胞无细胞毒性，在1 mg/mL浓度以内，水凝胶的溶血率低于5%，生物相容性好。因此，CS-C/OPM/β-GP水凝胶有望成为一种极具潜力的创伤修复医用敷料。
（16）南海西北部总悬浮泥沙和叶绿素a浓度对晚秋台风事件的响应
强台风增强湍流混合，导致沉积物再悬浮（TSS），并促进大陆架地区的叶绿素a（Chl-a）水华。团队利用卫星观测发现，在南海西北部，Chl-a对三个晚秋台风（台风纳沙、彩虹和卡奴）的响应有限。在气候学方面，南海近岸海域Chl-a和总悬浮泥沙（TSS）浓度全年较高，琼东海区秋季较高。台风通过后，南海西北陆架上，TSS增加了280%，Chl-a浓度也略有增加（23%）。然而，在距离台风路径约100公里的琼东海区，台风通过后TSS和Chl-a浓度分别增加160%和150%。在更深的区域，TSS浓度的增加是Chl-a显著增加的原因。这项研究的结果表明，Chl-a浓度增加的机制不同，因此有助于进一步评估台风引起的生化反应。
（17）河口区叶绿素a时间变化特征及分析
为探究河口区叶绿素a与水文参数之间的关系，团队使用2019年7月5-20日在珠江河口伶仃洋定点连续观测的海表面叶绿素a浓度、海表面气温、气压、风、海表温度、盐度、海流数据、遥感降雨数据和中等分辨率成像光谱仪可见光波段影像，利用小波分析和集成经验模态分解方法分析了观测期间内伶仃洋海表面叶绿素a的时间变化特征及其影响因子。分析结果表明，观测期间海水表层叶绿素a的变化范围为0.44~1.75 μg/L，平均值为0.80 μg/L，其变化周期主要为6 h、12 h、24 h和80 h。其与相对应频段的潮流存在明显的相位关系，并且在降雨后两者的相位关系发生了转换。7月5-12日，叶绿素a与潮流基本呈反相位关系，涨急时叶绿素浓度低，落急时叶绿素a浓度较高，浓度相差约为0.3 μg/L。珠江流域在7月8-12日发生了一次降雨过程，海水表层叶绿素a浓度在6 h、12 h和24 h周期频段的振幅由0.05 μg/L增加到0.15 μg/L左右。同时，降雨对珠江河口的叶绿素a浓度造成了一个持续80 h的增加过程，浓度增加了0.3 μg/L。发生降雨后，7月13-20日期间潮流滞后于叶绿素a约6 h，水位最高时叶绿素a浓度最低，水位最低时叶绿素a浓度最高。由以上结果可以看出，降雨不仅引起了河口区叶绿素a浓度的增加，还造成了叶绿素a和潮流间相位关系的转换。
（18）雷州半岛近海柱状沉积物生物标志物来源
对南海琼州海峡(Core 29)和北部湾东部海域(Core 45，AMS 14C定年)沉积物的总有机碳TOC)、总氮(TN)和多种生物标志物指标进行了分析。结果表明，雷州半岛近海沉积物中烃类主要由生物来源烃和石油烃组成。由于水动力条件的差异，Core 29沉积物中陆源有机质含量高于Core 45沉积物。各种脂质生物标志化合物的组成和分布表明，在两个沉积物柱芯的整个剖面中都存在石油烃类。海洋沉积物中烃类可能有多种天然来源，石油烃背景值的可能来源有石油渗漏、富含有机质的岩石露头或沥青沉积物的风化侵蚀等。本研究区域中海底沉积物中烃类不能排除来自海底烃类渗漏的深源烃类输入。
（19）海底热液地球化学与生命起源
通过分析冲绳海槽沉积物中的正构烷烃和单体碳同位素，发现热液沉积物和硫化物中正构烷烃呈双峰分布特征，且低分子正构烷烃具有偶数碳优势，暗示热液微生物可能对其具有重要的贡献。热液沉积物正构烷烃单体碳同位素值表现出随着碳原子个数的增大而降低的趋势，暗示热液沉积物中部分的正构烷烃来源于非生物合成，为“生命起源于海底热液活动”假说提供了证据。
（20）珠江口盆地的快速沉降事件跟南海海底扩张
被动大陆边缘的岩石圈伸展和沉降特征一直是地学界的研究热点。南海是西太平洋最大的边缘海，受周边三大板块的相互作用，目前只有南海北部陆缘是被动大陆边缘。由于南海北部巨大的油气资源潜力，该陆缘积累了大量的地震、钻井和测井等资料。本文将珠江口盆地深水区作为研究对象，采用绕曲悬臂梁正演和反演模拟，研究该地区的岩石圈伸展变化特征和裂后异常沉降特征及其成因机制，主要取得了以下成果：
①珠江口盆地荔湾凹陷的岩石圈伸展随深度的增加而增大，而白云凹陷的下地壳伸展系数要大于地幔岩石圈伸展系数，推测是白云凹陷底部的下地壳流导致的。该下地壳流可能还导致了14.3-11.9 Ma的快速沉降。
②珠江口盆地的快速沉降事件跟南海海底扩张事件在时间上具有很好的耦合性，23.03-19.8 Ma时期的快速沉降可能是由于南海在23.6 Ma洋中脊向南跳跃，南海北部陆缘次生地幔对流减弱或消失导致的。
3. 条件建设
（1）仪器设备
2021年度实验教学中心整体科研和实验条件得到了大幅改善，新增气象标准观测场、防雷实验室和升级海洋与气象灾害预警实验室，可以满足日常科研和实验室需求。实验教学中心下设多个特色实验室，包括海洋调查、海洋遥感、海洋生化环境、海洋灾害模拟、气象观测场和视频会商室。海科楼31间3065㎡的实验室，现有设备1871台（套），总价值约6844.3万元。2021年新增设备126台套，价值约228.6万元，其中大型设备有2套，价值约116.6万元，从而保证了相关科研数据的获取和科研工作的开展，同时也便于实验室及仪器设备的对外开放使用。
（2） 出海观测
为了更好的对海洋生态环境、资源进行动态监测、调研，以及培养学生实践能力，实验室老师有序地组织和开展了一系列出海活动，并在北部湾成功布放和回收连续观测浮标。
4. 人才培养
实验室在不断增强师资力量的同时也十分注重对学生的培养，2021年共培养毕业硕士研究生12名，博士研究生3名，本科生268名。2021年新增硕士研究生24名，博士研究生2名，研究生培养的数量和质量都在不断提高。此外，为了提升学生的综合素养，开阔眼界，还选派了涂石飞博士前往香港城市大学开展为期一年的交流学习，并有10余人次参加国内、国际学术会议。
5. 开放交流
（1）学术交流与合作
一年来，实验室各成员积极参加国内外学术会议44人次，邀请国际国内资深的专家、学者来校作学术报告讲座共计29场，有利于更好的交流学习和对外合作。还在学校、学院的大力支持下主办了3次大型学术会议，并主办了“海学论坛”和“南海海洋气象灾害监测与预测预报”云讲坛等活动，增加了实验室的影响力
（2）大型设备对外开放共享
2021年度，实验教学中心开放了ADCP、CTD、浪潮仪等设备的共享服务，校内与水产学院、化学与环境学院、电子与信息工程学院共享仪器，校外与中国海洋大学、自然资源部第一海洋研究所、广州睿海海洋科技有限公司等单位共享仪器，全年实验室开放约30000人时数。
6. 制度建设
（1）规章制度建设
按照《广东省重点实验室建设与管理暂行办法》，实验室修订和制定了岗位聘任和考核办法、仪器设备管理细则、开放课题管理办法、经费使用管理办法、科研绩效奖励办法等一系列规章制度，对人、财、物、科研、教学及服务等进行全面管理，保障实验室高效运行。相关规章制度如下：
“陆架及深远海气候、资源与环境”广东省高等学校重点实验室科研人员管理条例；
“陆架及深远海气候、资源与环境”广东省高等学校重点实验室仪器设备管理条例；
“陆架及深远海气候、资源与环境”广东省高等学校重点实验室科研奖励条例；
“陆架及深远海气候、资源与环境”广东省高等学校重点实验室安全管理条例；
“陆架及深远海气候、资源与环境”广东省高等学校重点实验室专项经费管理条例；
“陆架及深远海气候、资源与环境”广东省高等学校重点实验室学术活动管理条例；
“陆架及深远海气候、资源与环境”广东省高等学校重点实验室知识产权保护条例；
“陆架及深远海气候、资源与环境”广东省高等学校重点实验室科研人员考核办法；
“陆架及深远海气候、资源与环境”广东省高等学校重点实验室技术人员考核办法；
“陆架及深远海气候、资源与环境”广东省高等学校重点实验室人才招聘管理办法；
“陆架及深远海气候、资源与环境”广东省高等学校重点实验室开放基金管理条例。
（2）激励创新措施
实验室在学术委员会的指导下，围绕实验室主要任务和研究方向，开展持续深入的系统性研究和探索性自主选题研究，设定青年教师培育课题，完善了专项基金管理条例。
实验室采取责任与激励相结合的措施，调动教师积极性，鼓励广东省和国家科技项目成果报奖以及发明专利；加强科技成果的宣传，对学科现有较成熟的成果进行完善，推广科技成果转化，完善学术活动管理条例和知识产权保护条例。
完善科研成果奖励奖励，以激励实验室研究人员在科研工作中多出成果、出高水平成果、出具有原始创新性的成果，提高学术修养，完成研究任务，提升实验室的核心竞争力。
（3）人员管理
实验室积极探索实验室管理模式的创新，现由研究人员、技术人员和管理人员组成，在各研究方向中保持人员结构和规模合理，并适当流动，实行聘任制。各研究方向的骨干固定人员由重点实验室主任聘任，其余人员由骨干固定人员聘任，重点实验室主任核准。
在符合学校人事处考核的基础上，实验室以研究方向（责任研究员所属学科组）为考核主体，对各学科组实行定量考核。
实验室技术支撑人员和行政管理人员必须为本科及以上学历，由实验室统一组织招聘，并上报校人事处。技术人员根据工作时间和能力，可参加职员系列职称评定。行政管理人员主要以管理岗位的分工和职责及受聘时与各签订的工作任务书为依据，围绕实验室建设与管理等主要任务进行考核。
实验室还要配合人事部门做好人才引进工作以及研究生培养管理工作。结合实验室的研究方向，引进高层次的人才，根据实验室定位，加强技术支撑人才队伍建设。
（4）仪器安全管理规范
实验仪器的管理与维护是实验室的基础工作。实验室所有仪器设备根据采购经费来源、功能、性能、价格等因素实行实验室和研究方向分级管理、责任到人的树型管理体系。实现仪器设备理流动、资源共享，杜绝闲置浪费。实验室充分挖掘了现有仪器设备的潜力，重视维护维修、功能开发、改造升级、延长寿命的工作。对所有仪器设备建立总帐，协同校资产与实验室管理处进行不定期核查，做到帐物相符，按规定报上级主管部门。
实验室制定了详尽的“实验室仪器设备管理条例”，以保证设备的完好、共享和对外开放。根据依托单位实验室安全管理规定，制定“实验室安全管理条例”，定期对实验室科研人员和学生开展安全教育、消防演习等，对危险化学品严格执行单独存放，为出海人员购置安全保险，进行安全教育。近年来实验室安全运行，无差错事故。
（5）学术委员会开展工作情况与效果
实验室依托于广东海洋大学，实行学术委员会指导下的实验室主任负责制。学术委员会由在本实验室研究领域中有一定影响力的专家组成，委员会根据重点实验室建设的要求，对实验室的发展方向、总体目标、具体任务等提出建议，做出决策。实验室主任负责组织实施。学术委员会每年组织学术年会一次，实验室对年度工作进行汇报和总结。学术委员会对实验室的工作做出评价和提出下一年度的工作建议，为科研人员提供良好的工作环境和服务，确保实验室高效、有序地运转，保证各项研究任务的完成。
实验室在运行管理与开放合作机制方面积极探索，通过边建设、边研究、边开放的方式，凝聚一批高水平的专家与学者，取得若干重要的成果，培养一批高素质的博士生和硕士研究生。
（6）科研环境和学术风气
实验室积极构建和谐进取的实验室文化，一个实验室的兴旺与发展与其是否具有良好的文化氛围有着密切的关系，在保证各项规章制度落实的前提下，实验室注重人性化的管理，提倡团结进取，合作共享的团队精神。通过学术研讨、合作攻关以及各种文体活动吸引人才、培养人才。
（7）实验室年度报告执行情况
实验室每年年末或春季定期举行学术会议，邀请国内外相关专家和实验室优秀青年成员进行学术报告，并撰写年度学术报告，宣传实验室科研成果，扩大学术交流和合作。