海洋物理生态过程的精确模拟研究一直是国际上的前沿和热点问题。在南海，许多研究工作都集中于用资料同化方法来提升单一的动力模式的模拟能力。然而海洋动力系统与生态系统有着密切关系，且生态过程的模拟对沿岸海域有着重要的影响。因此本文的研究工作主要在一适应于南海东北部的物理生物耦合模式中建立了一个弱约束的资料同化系统。其中，三维物理模式是区域海洋模式（Regional Ocean Modeling System，简称ROMS），生态模式是一含有七个变量的Fasham-type模式，可简称为NPZD（nitrogen-phytoplankton-zooplankton-detritus）生态模式，资料同化方法使用的是集合最优插值(Ensemble Optical Interpolation，EnOI)。为了检验该耦合的弱约束同化系统的性能，我们做了一组对比数值模拟试验，即参照和同化试验。其中参照试验是一个面向过程的理想试验，仅受水平均匀分布的恒定的西南季风所强迫;而同化试验主要是同化了气候态的卫星海表温度观测，即Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS) sea surfacetemperature(SST)。在本次研究中，建立的耦合模式同化系统在同化物理量时，只有物理变量被直接调整，生态系统的变化则是受到改变的物理量间的强迫间接引起的。我们主要分析了物理和生态系统对SST同化的响应过程，同时检验同化系统中的多变量同化关系。　　首先分析了参照试验的模式结果，检验其是否能模拟出南海东北部夏季主要的物理和生物过程。分析表明参照试验模拟结果与观测基本一致:从珠江口延伸出一羽毛形状的淡水流;在沿岸海域有上升流现象且强上升流位于汕头附近。此外，参照试验也能模拟出显著活跃的生态中心:两个高浓度的叶绿素（浮游植物）中心共存于南海北部的陆架上，并且羽流区中的叶绿素（浮游植物）浓度要高于沿岸上升流区域。　　基于如上的理想试验，我们同化了MODIS SST观测资料，同化模拟结果表明被同化的SST和被调整的其他物理变量都有较明显且合理的响应，这间接反映了EnOI同化系统中多变量同化关系的合理性。由于观测MODIS SST较暖(相比于参照试验SST)，同化SST后沿岸上升流水域的近表层海水温度升高，盐度降低。在宽陆架头附近，最显著的表层沿岸流速减小，且底部陆架坡上垂直海岸向上的流速也减小，两者共同证明了同化试验中上升流环流被减弱。从动力上分析，结果表明宽陆架头处西向的沿等深线的压力梯度力以及垂直于等深线向岸的体积输送都减小，进一步证明了上升流在同化MODIS SST之后变弱。　　由于生态系统的变化在很大程度上受控于海水物理条件，因此，在本文中受到调整的物理变量对生态系统也有一定的影响。沿岸的海表营养物(NO3)浓度在同化试验中降低，这是由于上述宽陆架头处底部陆架坡上的向岸流速减小导致的。由于同化了较暖的SST之后，沿岸水域的SST升高，促进了浮游植物（叶绿素）的生长率，从而使得该海域的浮游植物（叶绿素）浓度升高。总结如上所述，可以证明建立在该物理生物耦合模式中的EnOI同化系统，其中的多变量同化方案具有一定的合理性，通过同化MODIS SST观测资料能相对合理的改变南海东北部主要的物理过程和生物过程。