张宇，崔超然，杨倩，管玉平

(1.中国科学院南海海洋研究所 热带海洋环境国家重点实验室，广东 广州 510301；2.中国科学院海洋研究所，山东 青岛 266071；3.南方海洋科学与工程广东省实验室（广州），广东 广州 511458；4.中国科学院大学 海洋学院，北京 100049)

1 引言

海洋中机械能的重要来源之一是风应力的输入，风应力通过对海流做功和增强海表面波向海洋输送能量[1-4]。近年来，国内外许多学者进行了大量风向海洋能量输入的相关研究工作，认识到风对海洋的机械能输入对于维持大尺度表层环流和驱动深层海洋有重要作用[1,4-6]。维持深海环流所需的机械能约为2.1 TW(1 TW=1×1012W)，其中由潮汐提供的约为0.9 TW，剩下的大部分则是由海表风场提供，作用于海面的风应力驱动了表面波和表层流[7]。输入全球海洋表面波中的风能约57～78.6 TW，大约33～36 TW 耗损在上层海洋的波破碎中，剩余的大部分能量耗散在海滩过程中[3,8-9]。风向海洋表层流的能量输入可以分为输入至表层地转流和表层非地转流两个部分。表层非地转流主要是指埃克曼流[4,10]，输入的能量主要用于维持埃克曼螺旋，往往被耗散在海洋上层；而向表层地转流输入的能量则可以通过埃克曼泵压/吸的作用转化为重力位能，进而通过动位能转换影响深层海洋运动[4,11]。

以往的研究主要估算了风输入到全球海洋中的能量。基于美国国家环境预报中心（National Centers for Environmental Prediction，NCEP）风应力资料的研究表明，在1997−2002 年间风向世界大洋表面波输入的平均风能约为60 TW[2]。这一结果与MASNUM (Marine Science Numerical Modeling)模式模拟出的2005 年的结果（57 TW）基本一致[8]，而基于ERS-2 散射计资料得到的结果为78.6 TW，则相对较高[9]。……