风浪对大气边界层的影响及其在海气交换中的作用

本项目将进行海上和实验室海气通量的观测研究，研究风浪对大气边界层的影响及其在海气交换中的作用。此研究项目为海气交换的系统观测，观测要素包括大气边界层要素、海浪及波浪破碎和表层海流。本项目关注高风速下海气交换，研究风浪破碎形成的泡沫层对拖曳系数和海面粗糙度的影响和飞沫在海气热量和水汽交换中的作用。项目还研究白冠覆盖率和破波生成率以及飞沫生成函数。项目的研究目标为澄清风浪成长状态在海气交换中的作用，给出协调一致的白冠覆盖率和破波发生率模型，建立反映风浪作用的、以常规可观测量(或模式预报量)为参量的、适用于从中低风速到高风速的海气动量和热量交换参数化方案，为海-气耦合气候模式提供所需要的参数化方案，为建立海洋-海浪-大气耦合模式提供理论基础。

本项目进行了海上和实验室海气通量的观测研究，观测要素包括大气边界层要素、海浪及波浪破碎和表层海流，研究了风浪对大气边界层的影响及其在海气交换中的作用。主要研究结果如下：（1）提出了一个同时考虑风浪成长状态及海面飞沫影响的、适用于从中低风速到高风速的拖曳系数参数化方案。（2）提出了适用于各种沫滴的飞沫生成函数。（3）基于所提出的飞沫生成函数，提出了一个同时考虑风浪成长状态及海面飞沫影响的、适用于从中低风速到高风速的海气热通量参数化方案；（4）将随机点过程的理论方法引入风浪破碎研究，提出了描述风浪破碎随机性、间歇性和阵发性的点过程模型。（5）将所提出的海气动量、热量参数化方案应用于建立海洋-海浪-大气耦合系统，并利用该系统研究了风浪成长状态和飞沫对台风强度的影响。