北部湾位于南海西北部，是一个三面靠陆、南面毗邻南海的半封闭海湾，为我国大西南地区的主要出海口，其经济和战略地位显要。海洋环流因其在物质和能量输运中的重要作用，对国防、经济、生态等方面都有着重要的影响，是海洋学研究的核心问题。目前北部湾环流的观测资料还比较少，对北部湾环流结构及其动力机制还存在着比较大的争议。本文基于浪-潮-流耦合机制，采用高分辨率网格，包含较完整的物理过程，研究北部湾三维环流结构的季节变化及其动力机制。1．基于普林斯顿海洋模式（Princeton Ocean Model，POM），考虑K1、O1、M2、S2四个主要分潮，建立高分辨率的北部湾三维潮波模型，模拟了北部湾的潮汐和潮流。结果表明，北部湾是典型的全日潮海区。K1分潮在越南顺化岸边存在一个无潮点，形成左旋潮波系统，由无潮点开始，振幅向湾内递增，在湾顶达90cm以上；O1分潮与K1分潮类似，无潮点偏向顺化近岸；M2分潮在越南海防偏北方向有一个退化的无潮点，湾内最大振幅约70cm；S2分潮振幅很弱，最大振幅不超过10cm。湾内潮流在绝大部分海域呈典型的往复流特征，K1、O1分潮流较大，S2分潮潮流最小；潮余流总体上呈双环结构，南、北各一个逆时针环流。琼州海峡的潮余流最大，方向由东向西，海南岛西侧潮余流次之，方向往北。2．以国家海洋局第一海洋研究所发展的MASNUM（Laboratory of MArineScience and NUmerical Modeling）海浪-潮流-环流耦合模式为基础，建立北部湾高分辨率海洋环流模式，模拟了北部湾四季的海洋环流结构，讨论北部湾环流的动力机制。冬季环流整体被一个大的不闭合逆时针环流控制，湾内嵌套两个小环流：白龙尾岛东侧的顺时针环流和越南荣市东侧的逆时针环流。不同于以往研究，本文发现从湾南口进入北部湾的海流只能到达18.5oN附近，从琼州海峡进入北部湾的强流产生了一支沿海南岛西北岸南下的海流。春季环流整体上仍然为逆时针方向。湾内嵌套多个小环流结构，主要有湾北部白龙尾岛东侧的逆时针环流，以及湾南部的逆时针环流；夏季环流主要表现为两个逆时针涡旋：一个由越南红河口以南的南向流与北部湾海槽北上流构成，另一个是围绕（19.5oN，108.2oE）的北部湾冷水团环流。越南红河口以南存在逆风南向海流，其成因是盐度锋面产生斜压流。秋季环流大致上呈一个大的不闭合逆时针环流和一个流套的结构。琼州海峡西向海流进入北部湾后沿越南沿岸逆时针运行；海南岛东侧南下流从湾南口进入北部湾，沿海脊等深线北上，到达越南沿岸后以逆时针方向流出北部湾，形成北部湾流套。在动力机制方面，不同季节各因子的影响程度差别较大。总体而言，潮致环流占主导地位，春季和夏季密度流占第二位，风的作用最弱；而秋季和冬季，风的作用居第二位。3．模拟北部湾中北部冷水团，讨论其形成变异规律和热力-动力机制。冷水团形成于每年的3月份，4-5月份为成长期，6-8月为强盛期，9-11月进入消衰阶段。北部湾冷水团是局地形成的，海表面热力强迫是北部湾冷水团形成和发展的控制因素，地形和潮混合对北部湾冷水团有重要影响。4．分析琼州海峡海流的季节变化和琼州海峡对北部湾环流结构的影响。琼州海峡海流一年中绝大部份时间由东往西，在夏季西南风较强时出现转流现象。往西的潮致余流是海流大部份时间向西的主要原因，风场对海峡流量大小和流向改变起关键作用。海峡对雷州半岛西侧、海南岛北岸、广西沿岸的流速有重要影响（特别是在冬季和夏季），而对19oN以南海域影响较小。5．模拟夏季位于海南岛西侧的上升流系统，并分析其形成机制。无风和无潮的敏感性实验表明，潮混合引起锋面是夏季海南岛西侧上升流形成的主要原因。通过数值模式的计算结果，定性地分析了上升流的强弱与季节变化，总的来说，上升流在春季形成，夏季达到最强，秋季逐渐减弱，冬季消失。6．模拟了冬季莺歌海附近的暖池。基于模式结果和卫星SST数据，分析了暖池的生消规律。暖池形成于10月份，11月份达到强盛，12月份开始消退，翌年1月份消失。通过敏感性实验和动力过程分析，认为冬季南海暖水入侵是海南岛西南侧的暖池形成的主要机制，莺歌海附近的顺时针环流对暖池的形成和保持起重要作用。