南海夏季风是亚洲季风的重要组成，南海夏季风爆发是标志着东亚地区进入汛期的关键季节转换期。南海夏季风爆发具有显著的年际变化，这种年际变化对于东亚季风强弱和我国汛期旱涝形势有重要的指示价值。同时，南海夏季风爆发通常伴随着剧烈的天气和季节内过程，给华南沿海地区带来极端灾害性天气过程。而海-气相互作用过程及大气边界层结构演变对南海夏季风的爆发和维持有重要影响，深入认识南海夏季风爆发过程中的多尺度相互作用过程有利于提高对极端天气的预报能力。

1997年中-美两国联合牵头实施了南海季风大型国际合作观测计划，该计划聚焦南海季风的爆发过程，有力推动了对南海季风的海-气相互作用过程认识。然而，二十多年后，围绕南海季风爆发、推进所涉及的多尺度海-气耦合过程的若干科学挑战依然存在。在强烈的科学和社会需求牵引下，依托“嘉庚号”科考船，我实验室和中山大学于2021年5月5日至6月10日期间，联合实施了南海季风综合观测航次。

我实验室创新团队基于该航次期间采集的船载气象观测及大气探空数据，定量研究了2021年南海夏季风爆发前后海表能量收支及边界层结构演变特征。研究结果表明，季风爆发后，由于海-气温差减小，感热通量有所减小，同时由于空气湿度的增加，潜热通量也受到一定程度的抑制。在本次观测期间，台风“彩云”也对海表能量收支产生重要影响，台风前海表的增暖使得感热通量有所加强，而台风临近时的冷却效应却使得大气通过感热向海洋输送能量。同时，台风也带来了降水，使得海表可用的净辐射显著减少，进而导致海表热通量方向的转变。相较于1998年南海季风观测试验结果，2021年季风爆发后并没有立即形成降水，而在1998年季风爆发后降水随之而来，这一差异是导致两次观测试验期间海表能量收支对季风爆发响应不同的主要原因。这也说明了南海夏季风在不同年份表现出显著差异，需要开展更多的观测试验以更加全面地认识南海夏季风期间海-气相互作用过程。

除此之外，研究人员还发现南海夏季风爆发期间大气边界层高度与近海表空气温度（湿度）呈显著正（负）相关关系。季风爆发后，由于近海表空气温度的降低和空气湿度的增加，大气边界层高度低于季风爆发前。大气结构特征表明: 季风爆发后，存在较强的低空急流，低层逆温结构有所增强，边界层内湿度显著增加。这有助于加深大气边界层过程对南海夏季风爆发响应的认识，其定量化结果也为南海夏季风爆发数值模拟研究提供了重要参考。

该项研究于2022年11月15日发表于大气科学领域著名期刊Atmospheric Research，题目为“ Response of sea surface heat fluxes to the South China Sea summer monsoon onset in 2021”。我实验室极地海洋与气候变化创新团队骨干成员、中山大学大气科学学院刘长炜博士为文章第一作者，创新团队核心成员、中山大学大气科学学院韩博副教授为文章通讯作者，杨清华教授、于卫东教授、吴仁豪副教授、陈希荣工程师和博士生徐敏为文章合作作者。

该研究工作得到了国家自然科学基金、南方海洋实验室团队建设经费等的支持。

原文链接：http://doi.org/10.1016/j.atmosres.2022.106513