2.6.2 海洋-大气相互作用的基本特征
海洋和大气同属地球流体，它们的运动规律有相当类似之处；同时，它们又是相互联系相互影响的，尤其是海洋和大气都是气候系统的成员，大尺度海气耦合相互作用对气候的形成和变化都有重要影响。因此，近代气候研究必须考虑海洋的存在及海气相互作用。
在相互制约的大气海洋系统中，海洋主要通过向大气输送热量，尤其是提供潜热，来影响大气运动；大气主要通过风应力向海洋提供动量，改变洋流及重新分配海洋的热含量。因此，可以简单地认为，在大尺度海气相互作用中，海洋对大气的作用主要是热力的，而大气对海洋的作用主要是动力的。
1）海洋对大气的热力作用
大气和海洋运动的原动力都来自太阳辐射能。由于海水反射率比较小，吸收到的太阳短波辐射能较多，而且海面上空湿度一般较大，海洋上空的净长波辐射损失又不大，因此海洋就有比较大的净辐射收入。热带地区海洋面积最大，因此热带海洋在热量储存方面具有更重要的地位。通过热力强迫，在驱动地球大气系统的运动方面，海洋，特别是热带海洋，就成了极为重要的能量源地。
人们通过一些观测研究已经发现，海洋热状况改变对大气环流及气候的影响，在几个关键海区尤为重要：其一是厄尔尼诺（El Niño）事件发生的赤道东太平洋海区；其二是海温最高的赤道西太平洋“暖池”区；另外，东北太平洋海区及北大西洋海区的热状况也被分别认为对北美和欧洲的天气气候变化有着明显的影响。
海洋向大气提供的热量有潜热和感热两种，但主要是通过蒸发过程提供潜热。潜热是指在温度保持不变的条件下，物质在从某一个相转变为另一个相的相变过程中所吸入或放出的热量。感热输送是指因湍流运动引起的热量输送。既然是“潜”热，就不同于“显”热，它须有水汽的相变过程才能释放出潜热，对大气运动产生影响。要出现水汽相变而释放潜热，就要求水汽辐合上升而凝结，亦即必须有相应的大气环流条件。因此，海洋对大气的加热作用往往并不直接发生在最大蒸发区的上空。
大洋环流既影响海洋热含量的分布，也影响到海洋向大气的热量输送过程。低纬度海洋获得了较多的太阳辐射能，通过大洋环流可将其中一部分输送到中高纬度海洋，然后再提供给大气。因此，海洋向大气提供热量一般更具有全球尺度特征。
2）大气对海洋的风应力强迫
大气对海洋的影响是风应力的动力作用。大洋表层环流的显著特点：一是在北半球大洋环流为顺时针方向，在南半球则为逆时针方向。南北半球太平洋环流的反向特征极其清楚；另一个重要特征，即所谓“西向强化”，最典型的是西北太平洋和北大西洋的西部海域，那里流线密集、流速较大，而大洋的其余部分海区，流线较疏、流速较小。上述大洋环流的主要特征，与风应力强迫有密切的联系。
风应力的全球分布与大洋表层环流的基本特征有很好的相关性。至于“西向强化”，科氏力随纬度的变化是其根本原因。因为风应力使海水产生涡度，一般它可以由摩擦力来抵消。当科氏参数随纬度变化时，在大洋的西边就需要有较强的摩擦力以抵消那里的涡度。然而，产生较强摩擦力的前提就是那里要有较大的流速。
3）海洋混合层
海—气通量变化过程和风浪搅拌作用使海洋近表层产生厚度一定、水温均一的水层，被称为海洋混合层。无论从海气相互作用来讲，还是就海洋动力过程而言，海洋上混合层的地位都是十分重要的。因为海气相互作用正是通过大气和海洋混合层间热量、动量和质量的直接交换而发生的。对于长期天气和气候的变化问题，都需要知道大气底部边界的情况，尤其是海面温度及海表热量平衡，这就需要知道海洋混合层的情况。海洋混合层的辐合、辐散过程通过Ekman抽吸效应会影响深层海洋环流；而深层海洋对大气运动（气候）的影响，又要通过改变混合层的状况来实现；另外，太阳辐射能也是通过影响混合层而成为驱动整个海洋运动的重要原动力。在研究海气相互作用及涉及海气耦合模式的时候都必须考虑海洋混合层。有时为简单起见，甚至可以用海洋混合层代表整层海洋的作用，于是就把这样的模式简称为“混合层”模式。
4）海气耦合
海洋和大气是密切耦合在一起的，大气运动驱动海洋运动，海洋运动导致大气底层温度不均匀，又导致大气运动，其中一个重要的作用效果就是沃克环流。
沃克环流：热带西太平洋海面温度较高，空气上升；热带东太平洋海面温度较低，空气下沉；高层西风，海面吹东风，构成沃克环流。沃克环流强时，强大的下沉气流（和干旱带）向西扩展，中太平洋降水少；沃克环流弱时，纬向环流圈收缩，中太平洋可以处在上升支控制之下，降水多。
信风作用：信风作用在洋面上，热带东太平洋表层的暖海水被吹向热带西太平洋，导致东太平洋下层冷海水上翻，所以海面温度较低。暖海水在热带西太平洋堆积的结果造成西太平洋海面温度较高。在海洋环流和信风等的共同作用下，形成了如今全球海洋表面的温度分布状态。