海洋和大气以各种方式相互作用，湍流热通量交换是海洋-大气相互作用过程之一。一方面，上层海洋可以通过调节海洋空气湿度和温差向大气提供热量。另一方面，大气可以通过风等引起湍流热通量来改变上层海洋的热条件。在大气强迫和海洋强迫情况下湍流表面热通量（SHF）-海温（SST）和SHF-SST趋势相关性存在显著差异。在海洋强迫的情况下，SHF（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SHF加热上层覆盖的大气。在大气强迫的情况下，SHF与SST趋势呈负相关，表明向上的SHF使SST降低。以往的研究揭示了SST与SHF的空间变化关系和时间尺度依赖性。在西边界流和南极绕极流区域，SHF-SST存在较大的正相关，且海洋的影响随时间尺度增大而增大。在大洋中部环流区，SHF-SST趋势呈明显的负相关。

　　以往研究主要使用月资料对副热带全年数据进行分析，而忽略了月尺度以下变率以及季节变化。本研究使用高分辨率日观测资料探究中纬度以及热带北印度洋-西北太平洋地区冬季和夏季SHF与SST变化关系的时间和空间尺度依赖性，这对认识海洋和大气之间的相互作用有重要意义。

　　SST和SHF相关在冬季和夏季之间存在显著差异，且在两个季节具有显著的时间尺度依赖性。在中纬度海温锋面区，冬季SST对SHF的驱动作用大于夏季（图1）;在副热带环流区，夏季SHF对SST变化的影响大于冬季。冬季SHF对南海SST变化的影响大于阿拉伯海和孟加拉湾。夏季，阿拉伯海SST对SHF的影响占优势，而菲律宾海SHF对SST的影响占优势。在墨西哥湾流、黑潮延伸和阿古拉斯回流中，冬季SST影响延伸至90天时间尺度，夏季SST影响主要局限于20天以下的时间尺度，而在20天以上的时间尺度上SST影响占主导地位。冬季，孟加拉湾、南海和菲律宾海的SHF强迫延伸至90天时间尺度，而阿拉伯海的SHF强迫局限于40天以下的时间尺度。夏季，阿拉伯海SST强迫延伸至90天时间尺度，而菲律宾海的SHF和SST影响在40天以上时间尺度上均较大（表1）。

　　以上研究成果近期发表于Climate Dynamics上，论文第一作者为中国科学院大气物理研究所季风中心孙小山博士生，通讯作者为浙江大学地球科学学院吴仁广教授。

　　论文信息：

　　Sun X, Wu R (2021) Seasonality and time scale dependence of the relationship between turbulent surface heat flux and SST. Clim Dyn 56:3173-3186 doi:10.1007/s00382-021-05631-0

　　论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-021-05631-0

图1. 冬季（北半球/南半球的NDJFM/MJJAS）（左图）和夏季（北半球/南半球的MJJAS/NDJFM）（右图）的SHF-SST（蓝色实曲线）和SHF-SST趋势（绿色实曲线）的超前滞后相关性。（a）-（b）位于墨西哥湾流内，（c）-（d）位于黑潮延伸区内，（e）-（f）位于阿古拉斯回流中。虚线表示误差范围的上限和下限。X轴表示SST/SST趋势的超前（左）和滞后（右）时间，以天为单位。Y轴表示相关系数。

表1. 不同区域SST和SHF关系的季节变化和时间尺度依赖性。