随着飓风的威力随着气候变化而增强，准确模拟大气和海洋之间的相互作用对于让人们做好准备降落或撤离变得越来越重要。然而，大气-海洋系统的许多机制——被称为海气通量——使得建模极其复杂。
密歇根理工大学五大湖研究中心的博士后研究员齐石首次详细分析了海洋和大气对洋流、波浪和风的响应。在今年夏天发表在 Remote Sensing 上的文章“Coupling Ocean Current and Waves with Wind Stress over the Gulf Stream”中，施认为当前的数值模型根本没有考虑到波浪、洋流和风耦合在一起的影响。这种耦合至关重要，因为没有它，模型就不能准确地表示海洋大气边界层过程。
“我们量化了这种耦合的影响，以提高海气通量的准确性，因为如果没有对洋流进行建模，模型中就会存在恒定的偏差，”施说。“是什么导致了这种偏见?缺少全方位的反馈机制。”
简而言之：更好的建模可以让天气预报员和气候科学家更准确地了解大气和海洋相遇的地方会发生什么。
反馈机制
使海气通量建模如此复杂的部分原因是系统中反馈机制的数量之多：要模拟波浪，必须考虑表面粗糙度和风;要模拟海面温度，必须考虑海气温差、水蒸气、湿度、蒸发等。模拟风和地表水流同样复杂。
数值模型求解描述大气、海洋和陆地表面的方程，以预测未来的天气和气候。每个模型组件之间的相互作用，例如大气和海洋之间的热交换，在驱动海洋和大气环流方面起着重要作用。
飓风和气候
来自海洋的热量和湿气助长了飓风。洋流和波浪会改变风切变和表面粗糙度，这些是计算海气热和动量通量的关键变量。使用高分辨率的三向耦合海浪-大气建模系统，Shi 确定了耦合洋流、波浪和风应力在减少墨西哥湾流上空海通量模型偏差中的作用。
施的工作是海流-波-应力耦合过程中第一个详细的机制研究，可用于提高飓风强度和气候预测的准确性，以及更好地在数值模式中利用卫星观测。
“我们提供的证据表明，对电流的观察很重要，并且对模型有重大影响，”施说。
施说，她希望最终能发射一颗观测洋流的卫星，以验证地面观测结果。
