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随着海洋观测技术的提升，海洋次中尺度（~1公里）现象及其动力过程成为目前研究的热点。海洋无处不在的中尺度涡旋（~100公里）是发育和承载多种次中尺度过程的重要研究对象。因此通过观测涡旋的精细结构（~10米），则有望解析涡旋伴随的次中尺度过程。
海洋浮游生物贡献了全球将近一半的初级生产力，其变化会对海洋生态系统以及全球碳循环造成巨大影响。受限于观测资料的时间长度（< 30年），目前对海表生产力的长期变化的估算具有较大的不确定性。珊瑚骨骼由于其特有的生长率高与连续生长时间长的特点，被广泛用于热带海洋高分辨率气候环境重建中。海表生产力的变化会影响到海水碳库的组成，从而被记录在珊瑚骨骼中。
在利用多道反射地震研究地球内部结构时，来自上地幔的深反射信号通常被解释为岩石圈上地幔发育的断层。然而，研究团队近日在苏门答腊海沟北部的Wharton海盆两条多道地震剖面上发现，如果将深反射解释为断层时，这些反射震相表现为相对于垂直面的镜面对称特征；同时，断裂相交的位置却并未观测到断层系统的错断；此外，这些深反射震相在Moho面附近消失、与地壳内的反射震相不连续。
南海的地质生命演化史极为复杂，它经历了晚中生代俯冲汇聚、新生代岩石圈拉张减薄、海底扩张以及海洋岩石圈再俯冲等一系列演变过程。因此现今的南海地质构造现象既反映了张裂陆缘的典型构造特征，也隐含了早期先存的继承性构造信息。先期研究发现南海北部陆缘构造具有明显的分带与时空不均一性，这种横向非均质性是否受该陆缘的“遗传基因”——继承性先存构造的控制和影响呢？
海洋水团边界处伴随着较为剧烈的相互作用，表现为多样化的运动学与动力学过程。水团内部的层结在前缘交锋处达到一种动态的平衡：因层化而形成，或因湍流而破坏。由于传统海洋观测在空间分辨能力上的不足，加之水团交界处往往比较狭窄，不易获知水团交锋处的精细结构和时变特征。因此，若能观测此类边界处水体层结的精细结构，则有望揭示水团在前缘交锋处的混合机制。
南海是全球最大的边缘海盆地之一，构造类型多样，其演化历史在全球边缘海系统中具有代表性。然而南海残留扩张脊位置以及转换断层位置和走向等问题，即使在国际大洋发现计划（IODP）349航次执行以后还是没法回答。为了充分利用大洋钻探样品提供的高分辨率信息，研究人员对349航次岩芯内近300条节理、岩脉和擦痕面等微观构造进行了分析和古地磁校正，获得了南海海盆17 Ma以来的高分辨率构造变化历史，揭示了南海海盆在南东向扩张之后还经历了一期短暂（~1 Myr）的近南北向扩张，才彻底停下来。
全球季风对社会经济活动具有重要意义，全球约有2/3的人口居住在季风区。现代观测资料表明，在过去30年全球季风呈现出南北半球同时增强的现象，其原因被认为与热带太平洋的纬向温差有关。但由于仪器测量气候要素的覆盖时间相对短（一般<50年），制约了对全球季风的深入探讨。南海北部位于热带辐合带（ITCZ）的北缘，其区域水文气候与ITCZ的季节摆动密切相关。
沙岛发育于珊瑚礁坪，出露于海面之上，由钙质生物骨骼堆积而成。现代沙岛大多发育于中、晚全新世，其发育过程与风暴活动紧密相连，是潜在的古风暴记录载体。由于沙岛堆积过程异常复杂，其沉积年代地层学问题至今仍没有很好地解决，所用定年材料多种多样，颠倒的地层年代十分普遍。
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