浪花和飞沫水滴在海面大风边界层中的垂直传输

对我们在南海海域建立的大气边界层观测站的资料进行分析表明，在冷涌和热带气旋（包括强台风）过境的大风期间，在边界层底层10 min平均的水平风速u基本不随高度而变，甚至大都伴随有明显的上升气流w。而且风场脉动中含有强相干性的阵风扰动（vg，频率位于1/60～1/600 Hz频段），以及近于随机性的高频湍流脉动（vt，频率大于1/60 Hz），它们的特性以及w都可以很好地用水平风速u来参数化表示。取实测的（u，w）和脉动v'=vg+vt，或取实测的u与参数化的vg、vt和w，应用拉格朗日随机模式作数值模拟，结果表明：由破头浪发射出来的浪花和飞沫水滴（半径rp为10～500 μm）有相当大的一部分可以飞离大气底层而进入100 m高以上的大气中，继而对进入大气中的海盐气溶胶通量有重要贡献，不可以被忽略。在水滴的垂直传输过程中，阵风扰动起了极重要的作用，而在w>0且较显著时w更起重要作用。我们对上扬率（可上升至100 m以上高度的水滴数与由海面发射出的水滴数之比）作出了初步的参数化公式，有很高的精度，主要的参量是无量纲量u2/（rqg），其中rp和g分别是水滴半径和重力加速度