本文对Princeton Ocean Model(POM)的数值格式进行改进。首先将外模中的蛙跳格式替代为交替蛙跳格式，交替蛙跳格式具有更好的振幅守恒性和体积守恒性，并且在积分过程中不需要使用滤波器，能够稳定的长时间积分，在时间消耗上只需要蛙跳格式的二分之一。其次，本文开发了一种计算科氏项的新方案（欧拉前插-加权平均方法，即FE-WA），这种新的积分格式能够保证振幅的守恒并能够极大的降低相位误差。然后，本文分析了POM中的分裂计算方案的误差来源以及估计了其误差大小，并采用无分裂误差的方案进行改进，使得新分裂方案的分裂误差比原方案的分裂误差至少小两个量级，接近计算机误差范围。　　 针对区域模型，本文提出一种基于逆方法的新开边界条件，该方法能够保证区域模型体积、温盐的守恒，从而确保模型长时间的稳定积分以及消除温盐漂移等问题。　　 改进POM能够合理再现南海环流结构的前提下，本文着重讨论南海北部环流的形成机制。　　 主要研究结果如下:　　 1)揭示了风应力旋度对南海暖流的驱动作用。在南海北部陆架的西段，由于Ekman抽吸的作用引起跨陆架方向的海面梯度分布，在地转的控制下，驱动海水向东北流动形成南海暖流的西段;在陆架东段，海面高度对风应力、风应力旋度并不敏感，黑潮入侵被东沙阻挡折向东北后的分支是形成东段陆架外侧高水位带的主要成因。　　 2)南海北部跨陆坡流动存在明显的季节变化及空间分布差异，并且在冬、春季节跨坡运动最为明显，而在夏、秋季节则比较弱。南海北部上层跨陆坡的流动主要由沿陆坡方向的正压压强梯度力所驱动。通过理论推导以及数值试验发现沿陆坡方向正压压强梯度力是由地形和垂直平均密度联合作用所决定。　　 3)在秋季，南海北部陆坡中层以东北向流动为主，在东沙以西主要表现为沿等深线流动，而在东沙东南侧则表现出明显的分离特征，即海水跨等深线向深海流动，并且该现象具有定常性特征。通过动力分析发现，在东沙附近由于沿等深线存在强的密度梯度分布，形成斜压与地形的联合效应(Jebar)的负值中心。在Jebar的作用下，海水的位势涡度要减小，由于东沙附近的位势涡度主要是地形控制，因而海水必须跨越等深线向深海区流动，以满足位势涡度方程的约束。　　 4)南海北部地形对中尺度涡的影响。通过卫星高度计资料发现南海北部沿等深线方向的西传信号在118°E会出现传播速度的突然减慢，并且此现象具有准定常特征。本文利用数值试验及理论推导简化出中尺度涡旋在地形影响下传播的相速度方程，并且该相速度方程仅与地形梯度、涡旋半径以及涡旋半径比三个参数有关。利用简化后的相速度方程计算东沙附近的中尺度涡传播速度分布，发现在118°E确实存在相速度的突然减慢，并且该特征与涡旋自身特征关系不显著。分析发现，地形梯度的分布决定了中尺度涡在东沙附近的传播速率分布，并导致了西传信号在118°E突然减慢的现象。