曲方向相反。太平洋西暖东冷。
§2. 全球海温分布
二、深层海水温度变化规律（海温的垂直分布）
2004年6月沿赤道太平洋次表层月平均海温深度－经度剖面
印 度 洋 海 水 温 度 剖 面 图
深层海水温度变化规律
原因：太阳辐射入海的光能被表层海水吸收，因此 海表面温度高于海洋内部。 1000m以内，降温快；1000m以下，变化小。
海气相互作用的基本含义：海洋通过加热影响大气运动，大气 运动通过切应力对海流产生影响，使海水产生风吹流和上翻运 动，使海温分布发生变化，从而影响到加给大气的热量。
8
研究意义：不仅有助于揭露预报大气和海
洋环境方面的需要了解的一些科学问题，而
且对渔业、航海、海洋资源的开发利用和随
之而起的海洋工程、对全球气候乃至人类生
含的杂质和营养盐较少，阳光穿透过水的表面后，较少被反射回水面
49
洋流
洋流又称海流（Ocean current）：海水大规 模相对稳定的流动，它是海洋中大规模的海 水以相对稳定的速度所作的定向流动。地球 上的洋流分布主要受盛行风、海水密度不均
匀、地转偏向力、海底地形、海岸轮廓和岛
屿等影响。流动方向既有水平方向的，也有
海－气热量交换
太阳辐射 海洋 潜热输送 海洋长波辐射
大气逆辐射
大气
海洋是大气最主要的热量储存库。
海－气水分交换
蒸发 降水
海洋
大气
海洋是大气中水气最主要的来源。
异常热源
对于一个能够造成气候异常的热源，必须具备 三个条件： 1、在几何空间上应大到与温度、气压异常的 空间尺度相当的量级，≥103km；
原因：1、地处副热带海区，常年受副高控制，
降水少，蒸发旺盛。 2、周围沙漠广布，几乎无径流注入。
世界盐度最低海区： 波罗的海(<1%）
原因：1、受副极地低气压带和西风影响， 降水较多，纬度高，蒸发弱。 2、周围陆地有大量淡水汇入。
为什么长江口附近海域夏季盐 度远低于冬季？
夏季陆地降水量大，河流注入海洋的
海-陆-气相互作用
周顺武
南京信息工程大学大气科学学院
课程主要讲述内容
热带海气相互作用
1、热带太平洋海气相互作用 （ENSO，季风-ENSO相互作用) 2、热带大西洋海气相互作用 3、热带印度洋海气相互作用 中高纬度海气相互作用
陆气相互作用
主要参考书
1. 刘秦玉等：热带海洋-大气相互作用（2013） 2. Wang Chunzai, Shang-Ping Xie, James carton, Earth’s Climate:
北半球海水热量收支随纬度的变化
海水温度随纬度变化。
原因：太阳辐射的纬度变化，气温的纬度变化（除此
之外，沿岸地形、洋流等对海水温度也有影响。）
全球海表面纬向平均温度随纬度分布（℃）
全球海表面温度分布
（1）变化规律： 从赤道向两极递减 （2）影响因素：
时间 太阳辐射 空间 夏季温度高 冬季温度低
低纬温度高 高纬温度低 暖流温度高 寒流温度低
（2）海洋面积大，海水质量大约为大气的250倍，海
面蒸发约占地表总蒸发的84%，此外，全球约90% 的降水在海洋；约10%的降水在陆地。 可见，海洋是大气主要水源。
海气相互作用：主要指物质（水）和能量（热）的交换。
（3）海水的辐射特性：海水对太阳的短波辐散具有吸 收率高、渗透率高的特性，海水对太阳短波辐散的吸 收率在84～95%之间，比陆地高出10～20%；此外， 陆地对太阳辐射的吸收仅在地表，而海水可达几十米， 有利于热量的存储。
46
§3. 海水运动
一、海水运动形式
1、波浪 （风浪、海啸） 2、潮汐 3、洋流
二、洋流
1、分类：
暖流
（1）按性质分类： 寒流
赤道
风海流
（2）按成因分类：
密度流
补偿流
海洋环流
海洋环流：海水及海水中各种物理量、化学量循环于世界大 洋的一种自然现象，简称海流。
海流按其成因分为两种：
风生环流：大洋中由盛行的稳定风系所生成的海流，自成 循环体系。动力学原因所生成的海流，亦是通常所说的洋 流。 热盐环流：由于广大洋面受热、冷却、蒸发和降水不均匀 所造成的海水温度和盐度变化，导致密度分布的不均匀形 成的热力学海流，称为热盐环流，也成温盐环流。
温跃层把热带海洋分隔成上下两个不同热力性 质的海水层，上层为暖水层，而下层则为冷水层。赤 道太平洋东部20℃等温线一般位于50m深处，但向西 逐渐倾斜，在赤道太平洋西部一般位于200m深处。 因此，温跃层也被气象和海洋学家成为斜温层。
§3. 海水表面盐度
1、概念：
海水中溶解盐质量／海水质量
2、影响因素：
垂直方向的。
风
90
60
90
60
西南风 海
东北信风 东南信风 西北风
30 0 30 60
西风漂流 30 北赤道暖流 0 南赤道暖流 西风漂流 30
60
流 90
90
总结：世界洋流模式图 （1）BC----中低纬洋流 90 北顺南逆 东寒西暖 A 60 （2）A---北半球中高纬 逆时针 东暖西寒 30 B （3）南半球中高纬 0 横贯东西的西风漂流 C （ 4 ）北印度洋 --季风洋流 30 冬---东北风---向西流—逆 60 夏---西南风—向东流—顺
（5）海水的流动性：海水是一种流体，通过水平和 垂直运动，可使海洋获得的热量通过平流和乱流向 其他地方和海洋深层传播。
因此，热带海洋在调节大气环流和气候变化 中起着非常重要的作用。 结论：海洋不仅是大气的热源和水源而且积 极参与大气的热量平衡和水分平衡，海洋和 大气之间存在着广泛的物质和能量的交换。
2、在时间的持续性要具有与天气异常同量级 的周期，月尺度； 3、在强度上要大到长波辐射量的1/10，即45卡 /cm2· 日。
海洋热源完全符合异常热源的三个标准。
1、在几何的广度上至少要大于1000km；
海水温度异常一般是大尺度的，例如经常北太平洋面积的 1/2到1/3保持同一符号的海温距平，并且时间可维持0.5a以
Ocean-Atmosphere Interaction. (AGU，2004)
3. 张学洪等：大洋环流和海气相互作用的数值模拟讲义
（2013）
4. 李建平等主编：亚印太交汇区海气相互作用及其对我国短
期气候的影响（上、下卷）（2011）
5. 董文杰等：陆-气相互作用对我国气候变化的影响（2005）
海—气相互作用
混和层和温跃层
海洋上层的温度比深层要高，受到大气影响，在
海洋表面向下的几十米的水层里，风浪和海流引
起的湍流混合十分强烈，海水温度的垂直变化很
小，因此被称为混合层。但到某一个高度以后，
很快遇到一个教薄的水层，其海水温度随深度的
变化特别剧烈，这一区域被称之为温跃层。
赤道太平洋
混和层
温跃层
温跃层
位于海面以下100—200 m左右的、温度和密度有
洋流
全球海表面年平均温度（℃）
夏 季 平 均 海 温
冬 季 平 均 海 温
海表面温度分布特征
结论：海表面温度成条带状，沿纬度增加而逐
渐减小，一般来说，低纬度海区的水温，高于高
纬度海区的水温。同一海区的水温，夏季高些，
冬季低些；同纬度海区，有暖流流经的海区水温
要比有寒流流经的海区高。东、西边界等温线弯
一．海洋的气候学特征（海洋对大气的重要性）
二．全球海温分布（温跃层） 三．海水盐度 四．海水运动 （洋流、信风）
§1. 海洋的气候学意义
（1）海洋的巨大面积和质量：海洋表面积大，约占 地球表面71%，因而达到地球表面的太阳辐射能大 部分被洋面吸收再转化为其他形式的能量稳定地加
热大气。
因此，海洋是大气主要热源。
海温随深度增加而递减：表层高，随深度增加而降低。
根据海水垂直分布的特点，可分为三层：
由海面向下数10m左右的表层一般称为混
合层，以下100-1500m的范围叫温度跃层，
再下就是冷水层。海洋的表层在海气相互
作用下，水体性质因充分混合而均一，接
近同温状态，称为混合层 。
33
海水的温度分布（垂直）
34
The climate system
4
Sun
9
.008916 .074074
Atmosphere
7
.188615 .336077
5
.500000 .663923
3
.811385
1
2
3
水 分
动 量
Sea Ice
热 量
.925926
1 1 3 5
.991084
25 75 125 180 255 360 500 680 900 1160 1455 1775 2115 2475 2850 3235 3625 4015 4405 4800
存环境变化的预测等方面都有十分重要的实 际意义。
9
气候预测能力的提高归根结底取决于对影响
气候变化因子及机理的揭示，对关键物理过
程的认识和高性能气候模式的发展，而海陆
气相互作用是决定短期气候变化的根本原因。 因此，揭示海气相互作用的物理过程及机理 是提高短期气候预测能力的关键。
10
海气相互作用在气候系统圈层相互作用的研究中占有 重要地位。 1.大气上界的净辐射通量在低纬地区盈余，在高纬地区
巨大变化的薄薄一层。
由于在开阔海域，盐度几乎是稳定的，而压力对
密度只有很轻微的影响，因此温度就成为影响海
水密度的一个最重要的因素。大洋表面的海水温
度较高，因此它的密度就比深处的冷水要小。
温度和密度在温跃层发生迅速变化，使得温跃层