南海湍流热通量的质量分析和季节变化研究
海-气间湍流热通量是研究海气相互作用的重要课题，深刻理解海气间湍流热交换有助于进一步耦合大气海洋模式，也有助于进一步研究海洋热量和淡水收支等科学问题。但目前较常用的几套潜热通量和感热通量资料在南海海域的质量状况如何并不十分清楚。为此，文章以基于船测的通量产品SOC为参照，比较了SOC、HOAPS2、NCEPl、NCEP2、ERA40和OAFLUX共六套数据集的潜热通量和感热通量在南海6年(1988-1993)平均场结构的差异。结果显示，南海多年平均的潜热通量呈北部高而南部低的结构。在南海的大部分区域OAFLUX和SOC符合得最好，HOAPS2、NCEPl、NCEP2和ERA40比SOC分别高估5～10、10～30、20～35和15～25Wm<'-2>，高估的最大值中心在10<'。>N～12<'。>N的海域。对于感热通量，在南海的大部分海域，HOAPS2、NCEPl、ERA40以及OAFLUX的干热通量与SOC相比较分别高估出2～3Wm<'-2>，2～5Wm<'-2>，2～7Wm<'-2>，1～4Wm<'-2>，NCEP2在北部海域比SOC高估1～4Wm<'-2>，南部低估1～4Wm<'-2>。湍流热通量年平均场在整个南海海域随时间的变化显示WHOIOAFLUX的潜热通量和SOC最为接近，除个别年份外，HOAPS2和SOC的差别也不大，模式产品的潜热通量比SOC的都高，尤其是NCEP2和ERA40。对感热通量来说，各套资料差别的绝对值都不大。但因感热通量本身量值小，故相对误差很大。其中与SOC符合最好的是NCEP2和OAFLUX，较差的是ERA40。多年平均场纬向平均结果显示，无论是感热通量还是潜热通量都是北部高南部低，其中潜热通量在10<'。>N处有个峰值区。
为探讨通量数据集中误差的来源，文中以5次南海现场观测试验数据为参照，对NCEP2再分析资料中湍流热通量在南海西南季风期的精度进行了评估．结果表明NCEP2估算的潜热通量的平均值在试验Xisha2000、Xishal998、Kexuel和Shiyan3期间分别高估了6(11％)、2(2％)、7(7％)和13Wm<'-2>(16％)，而在Xisha2002试验中低估了10Wm<'-2>(11％)．在5个试验中低估的感热通量分别为7(130％)、3(64％)、7(170％)、5(53％)和5Wm<'-2>(72％)。模式中湍流热通量损失的误差来源于基本变量和算法，基本变量中以海表温度和海面风速的误差产生的影响最大．应用COARE2.6a算法和NCEP2的基本变量重新计算得到湍流热通量，从日变化和季节的变化上看修正后的湍流热通量比原始NCEP2的湍流热通量更加符合物理意义。使用由COARE2.6a重新计算得到的南海Re NCEP2湍流热通量数据集，分析南海海-气界面潜热通量的平均季节循环特征发现，潜热通量异常场的分布在海盆的南、北部差别较大，在各个季节均呈现出明显的东西向带状结构。
在南海南部，潜热通量的变化同时受到风速的变化和海气湿度差变化的影响。冬季风应力旋度驱动的海洋环流对海表温度的变化起决定性作用，受西边界海表温度冷舌和Ekman上升流的作用，海表温度偏低，导致尽管冬季风速较大，但潜热支出却偏小，春季开始增加，至夏季风爆发后形成了海洋强的潜热损失中心。
在南海北部，潜热通量的变化几乎与风速的变化同相。在冬季，强的东北风将陆地干冷的空气吹到了温暖的大洋表面，形成强的海气湿度差，它随着强的风速变化而变化，导致此时此地的海洋潜热损失非常大。夏季海洋潜热损失较小，主要是由于夏季盛行的西南季风把南部海洋面上的高温的水汽向北输送，湿热的水汽增大了北部海域空气的湿度，海、气湿度差别减小导致的。
南海;潜热通量;感热通量;季节变化;湍流
中国海洋大学
硕士
物理海洋
王辉;左军成
2006
中文
P731.26;P732.6;P722.7
71
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）