新文悦读 | 风速和海气湿度差对潜热通量与海表面温度关系的贡献

文章导读/

潜热通量（LHF）交换是海洋-大气相互作用过程之一。以往研究揭示了海表温度（SST）与LHF关系的空间变化和时间、空间尺度依赖性。一个重要的问题是为什么LHF和SST的关系会随着地点和季节而变化？一方面，海流和SST梯度的大小决定海洋过程对SST作用的强弱从而改变LHF和SST的关系；另一方面，LHF在SST变化中的作用与海表面风速和海气湿度差有关，而过去的研究缺少对风速和海气湿度差对LHF和SST关系变化的深入探讨。本文使用逐日数据分析了风速和海气湿度差对LHF和SST关系的贡献及其季节变化和时间尺度依赖性，这对深入理解LHF和SST关系的变化具有重要意义。

图1 LHF和SST变化关系及风速和海气湿度差贡献的季节变化和时间尺度依赖性。以阿拉伯海地区为例，夏季，LHF-SST的同时正相关随时间尺度而增大，这主要由于海气湿度差的贡献，意味着海洋强迫的作用。冬季，LHF-SST变化趋势（SST tend）之间的同时负相关先随时间尺度增大到30天左右，而后转为随时间尺度减小，这说明了风速的贡献，表明大气风场在SST变化中的作用。

研究结果

 Results 

在海气相互作用过程中，上层海洋可以通过调节海气湿度差和温度差向大气提供热量，同时，大气可以通过风等引起的LHF来改变上层海洋的热状况。在大气强迫和海洋强迫情况下LHF-SST和LHF-SST变化趋势的相关性存在显著差异。在海洋强迫的情况下，LHF（正值表示向上）与SST之间存在正相关关系，表明较暖的海水通过向上的LHF加热低层大气。在大气强迫的情况下，LHF与SST变化趋势呈负相关，表明向上的LHF使SST降低。

主要结论：

在中纬度海温锋区，海气湿度差对LHF-SST关系起主导作用，并在冬季强于夏季，而且海气湿度差的贡献随时间尺度而增大；在副热带涡旋区和孟加拉湾、南海地区，风速对LHF-SST变化趋势关系有主要贡献，并在夏季大于冬季，而且风速的贡献仅限于短时间尺度内，在时间尺度20-30天左右最大；在阿拉伯海地区，冬季情况与孟加拉湾和南海地区类似，但夏季明显不同。在阿拉伯海地区夏季，海气湿度差对LHF-SST关系有主要贡献，并且海气湿度差的贡献随时间尺度而增大。风速对LHF-SST关系的贡献则随地区和季节而变化，在中纬度海温锋区冬、夏季和阿拉伯海地区夏季，风速的贡献对海气湿度差的贡献有补充作用，在菲律宾海地区冬、夏季以及南海和孟加拉湾地区夏季，风速的贡献对海气湿度差的贡献有抵消作用。

总结与展望

本研究揭示了在中纬度海温锋区、副热带涡旋区和热带北印度洋-西太平洋地区的风速和海气湿度差对海气关系的相对贡献随地区、季节以及时间尺度而变化。这些变化说明了海气关系的复杂性。分析也揭示出风速对SST变化的贡献局限于较短的时间尺度内（小于40-60天），其原因可能与大气中风场的季节内变化的主要周期有关。本研究还发现SST与风速项相关性存在空间变化：在中纬度海温锋区和阿拉伯海地区为正，而副热带涡旋区和孟加拉湾、南海和菲律宾海地区为负，这可能与大气中风场和水汽变化协调性的区域特点有关。上述问题的研究有助于进一步理解大气风场对海温变化的影响。 

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● 文章标题

Contribution of Wind Speed and Sea-Air Humidity Difference to the Latent Heat Flux-SST Relationship

●  文章作者

Xiaoshan Sun and Renguang Wu

● 文章链接

https://doi.org/10.34133/2022/9815103

●  文章引用：

Xiaoshan Sun, Renguang Wu, "Contribution of Wind Speed and Sea-Air Humidity Difference to the Latent Heat Flux-SST Relationship", Ocean-Land-Atmosphere Research, vol. 2022, Article ID 9815103, 17 pages, 2022. 

作者简介

 

孙小山，中国科学院大气物理研究所季风中心博士生，论文第一作者。主要研究海气关系的季节变化和时间-空间尺度依赖性。

联系邮箱：

[e-mail]

 

吴仁广，浙江大学地球科学学院教授，论文通讯作者。主要从事海陆气相互作用、气候变异、季风和ENSO相互作用、热带准两年周期振荡等方面研究。发表论文337篇，总引用12449次，H指数49。

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