海洋表面波對海洋大氣邊界層的影響

《海洋表面波對海洋大氣邊界層的影響》是依託浙江大學，由宋金寶擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：海洋表面波對海洋大氣邊界層的影響
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：宋金寶
• 項目類別：面上項目

項目摘要

海氣邊界層是海洋和大氣物質、動量、能量交換的橋樑，準確理解其內在的物理過程對海氣相互作用、海洋和大氣動力學等具有十分重要的作用。研究表明，發生在海氣界面的海洋表面波對海洋大氣邊界層運動學和動力學有非常重要的作用，但如何準確刻畫這一作用是一項極具挑戰性的工作。該項目擬通過歷史資料分析、理論研究和數值模擬，研究不同海況和氣象背景條件下表面波等多因素影響的海洋大氣邊界層的時空變化特徵及其動力機制，揭示表面波、科氏力、非定常強迫、大氣穩定度等在其演變中的單個和綜合作用；明確不同條件下海洋大氣邊界層結構的主要控制因子，量化表面波對其的影響；建立和發展形式簡單且更為合理和套用廣泛的包含表面波等重要影響因素的海洋大氣邊界層理論模型，並利用大渦模擬及實測數據對模型進行檢驗，探討新模型對邊界層演變機制的刻畫能力及其在海氣邊界層模式或海氣耦合模式中的套用效果，為海氣邊界層模式及海氣耦合模式發展提供科學依據。

結題摘要

海氣邊界層是海洋和大氣物質、動量、能量交換的橋樑，準確理解其內在的物理過程對海氣相互作用、海洋和大氣動力學等具有十分重要的作用。發生在海氣界面的海洋表面波直接調控和影響著海氣邊界層運動學和動力學結構，是影響海氣邊界層演變、海氣通量交換等的重要因子。該項目通過理論研究、歷史資料分析和數值模擬，分別研究了表面波和海洋飛沫對海表面拖曳係數和近海面風速廓線的影響，波致應力的近似求解及其太平洋特徵，拖曳係數參數化方案及積雲參數化方案對颱風模擬的影響；不同風場模型和海氣邊界層模組在颱風浪模擬中的套用，波致漂流統計分布及其近似公式對海表流場估算的影響；海氣通量渦相關計算中的截斷時間尺度確定方法；畸形波電磁散射特性分析及其特徵識別標識，南海颱風浪的觀測和模擬特徵，東中國海氣候與海浪極值等。取得的主要成果有：提出了更為合理的包含表面波等重要影響因素的海洋大氣邊界層理論模型，揭示了不同海況和氣象背景條件下表面波、海洋飛沫、科氏力等多因素影響的海洋大氣邊界層的時空變化特徵及其動力機制，闡釋了這些因素在海洋大氣邊界層演變中的單個和綜合作用，量化了表面波對海洋大氣邊界層結構的影響；展示了包含波浪影響的波浪邊界層模型以及海氣動量交換（拖曳係數）參數化方案等對表層流估算、海氣邊界層湍流結構參數化和颱風、颱風浪等數值模擬能力的改進效果及其潛在套用前景。這些成果對人們理解表面波對海洋大氣邊界層的影響，改進和發展海氣邊界層模式及海氣耦合模式等具有重要的參考價值和潛在套用價值。同時，對人們準確刻畫複雜的海氣邊界層結構及其演變規律具有重要的科學意義。