围绕广东近海海洋变化和灾害预警的前沿科学问题和技术发展需求，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：近海动力过程及其对气候变化的响应

①粤西和南海北部陆架多尺度动力过程：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，探究近海多尺度动力过程的演变规律及其对物质输送的影响。

②粤西近海陆-海-气相互作用机制：开展南海和周边大洋大尺度海气相互作用研究，分析华南和南海北部气候变化规律，探究近海海洋动力过程对气候变化的响应。

研究方向2：近海生化环境演变及其与物理过程耦合

①近海海洋生化环境演变：基于海水化学分析和同位素示踪，探究广东近海尤其是养殖开发等重点海域生化环境的演变规律，评估人类生产生活和海洋开发等活动对海洋环境的影响。

②近海生物地球化学过程与物理过程耦合：开展广东沿海重点海域环境监测与模拟研究，分析气候变化背景下多尺度动力过程对生化要素循环的影响，预测近海海洋生化环境变化趋势。

研究方向3：海洋灾害过程立体监测与模拟预警技术

①海洋环境参量立体监测技术：开展海洋定点监测和遥感数据处理技术研究，准确获取近岸海域水文、气象和生化环境参数，实现近海海洋环境高分辨率实时监测；

②海气耦合模拟和灾害预警技术：基于多源资料同化技术和海气耦合数值模拟技术，探究台风、风暴潮等灾害的发展规律和动力过程， 研发台风、风暴潮等灾害预警预报技术。