海－气界面动量通量的估计方法分析与应用

邹仲水，赵栋梁，黄健，李水清，马昕，盛立芳

（1.中国海洋大学 物理海洋教育部重点实验室，山东 青岛 266003；2.中国海洋大学 海洋环境学院，山东 青岛 266100；3.中国气象局广州热带海洋气象研究所，广东广州， 510080）

海－气界面动量通量的估计方法分析与应用

邹仲水1，2，赵栋梁1，2，黄健3，李水清1，2，马昕1，盛立芳2

（1.中国海洋大学 物理海洋教育部重点实验室，山东 青岛 266003；2.中国海洋大学 海洋环境学院，山东 青岛 266100；3.中国气象局广州热带海洋气象研究所，广东广州， 510080）

首次将经验模态分解方法引入湍流稳定性分析，与传统的线性和滑动平均去势方法进行了比较，发现经验模态分解方法的去势效果最好。基于“南海平台通量观测计划”（FOPSCS）近两年的连续通量观测数据，得到了22 476个摩擦速度的估算值，结果表明，当风速小于5 m／s时，拖曳系数随风速增大而减小，而风速大于5 m／s时，拖曳系数随风速增大而增大，两种情形分别反映了黏性表皮摩擦和波浪引起的形状阻力对海面风应力的贡献。同时发现短风区情形的拖曳系数大于长风区情形，说明波浪成长状态会对海－气界面动量交换产生影响。

拖曳系数；块体公式；去势方法；摩擦速度

1 引言

大气和海洋之间的相互作用主要通过海－气界面的动量、热量和气体交换进行，如何准确估计各种不同的通量一直是热点研究问题，在气候变化和气候预报中占非常重要的地位。

海气界面的动量通量常用风应力τ来表示，依据涡相关法，其定义为：

式中，ρa为空气密度，u′、v′和w′为水平和铅直方向湍流的脉动值，上横线代表一段时间的平均值。……