区域大气-海浪-海洋耦合模式的建立*
2011-02-27张进峰黄立文文元桥
武汉理工大学学报(交通科学与工程版) 2011年3期
关键词:大气
张进峰 黄立文 文元桥 邓 健
(武汉理工大学航运学院 武汉 430063)
对台风天气过程的模拟、预报必须全面考虑大气诱导的海洋变化对大气的效应和海洋诱导的大气扰动对海洋的效应,即海-气间双向响应和反馈的影响.Hasselmann[1]最早提出了建立“大气-海浪-海洋耦合模式”来进行天气预报、气候模拟和预测的构想.Perrie等[2]将波浪对海-气相互作用的影响进行参数化,以此为基础建立了一个海浪-大气-海洋耦合模式.Moon等[3]、Zhao等[4]和Chen等[5]提出了一个新的海-气动量通量参数化方案,为发展高分辨率的完全耦合大气-海浪-海洋模式打下基础.本文对近年来的有关研究工作进行总结[6-7],旨在建立一个描述台风天气过程中海-气-浪相互作用的区域大气-海浪-海洋耦合模式.
1 耦合模式的理论基础
台风天气过程中海-气-浪相互作用是通过海-气界面的热力过程和动力过程等物理过程来实现的.图1为建立的区域大气-海浪-海洋耦合模式所反映的台风过程海-气-浪相互作用示意图.在海-气界面的动力过程中,大气主要通过动量通量来影响海洋,动量通量主要是指风应力(surface wind),大气通过风应力驱动海水流动形成海流,并促进海水的垂直交换,同时风应力驱动海洋并产生海浪,而海浪的充分成长将改变海面粗糙度(sea surface roughness)并影响大气的状态.在海-气界面的热力过程中,大气主要通过感热通量、潜热通量、长波辐射和短波辐射等热通量来影响海洋,海洋则通过海表面温度(SST)的改变来……
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