本文运用南海季风实验(SCSMEX)期间台湾大学海洋研究所布设于南海中部的三个ATLAS(Autonomous Temperature Line Acquisition System)锚定浮标观测资料(1998年4月～1999年4月)，采用谱分析方法(胡基福1996)确认了南海上层水温存在不同时间尺度的温度变化，并运用谐波分析技术(胡基福1996)分别提取了年变化、半年变化、季节内变化、准双周变化(10～20天)及天气尺度变化(3～10天)。着重分析讨论了南海中部三个站表层水温(SST)和次表层水温的准双周变化和天气尺度变化的基本特征、形成机理及影响因子，填补了这一研究领域的空白；同时，结合前人的工作，总结比较了南海上层水温的多时间尺度变化特征。本论文主要获得了以下结论，从而加深对南海上层海洋热力结构的进一步认识。 对三个站表层和次表层水温资料进行功率谱估计，发现表层和次表层水温显著存在准双周变化和天气尺度变化信号，尤其是SCS1站次表层，解析方差分别可达8％和3％，显示出准双周变化和天气尺度变化的相对重要性。 ●南海上层水温的准双周变化 本文发现并研究南海SST和次表层水温的准双周变化，获得了创新性成果。 南海上层水温存在准双周(10-20天)变化，且次表层变化的振幅远大于表层，尤其在冬半年；温跃层的季节变化对其有调制作用，当温跃层加深时，次表层水温准双周变化最大振幅所在深度随之加深，当温跃层变浅时，次表层水温准双周变化最大振幅所在深度也变浅；在表层和次表层，水温变化振幅均是北部大于南部，受冬季风的影响显著。南海上层水温的准双周变化在垂向主要可分为四种模态，即上下变化同位相、反位相、次表层先于表层，表层先于次表层。 低层大气准双周振荡的强迫，是造成上层水温相同周期变化的主要原因。在准双周尺度上，SST的变化主要受海表净热通量的影响，冬季风期间潜热通量和感热通量占主导地位，夏季风期间潜热通量和短波辐射占主导地位；风应力旋度场较强时，次表层水温的变化可以影响到表层，引起SST较大振幅的变化。次表层水温的变化主要由温跃层的垂向位移引起，而温跃层深度的变化一般与风应力旋度的变化有关，有时，风混合和海洋层化过程也能引起温跃层的起伏。 垂向四模态的形成与大气强迫的性质及大气、海洋背景环境有关。.南海上层水温的天气尺度变化 本文发现并研究了南海上层水温的天气尺度(3一10天)变化，获得了以下主要结论。 南海上层水温存在天气尺度变化，尤其是次表层，其振幅远大于表层。天气尺度上，南海上层水温的变化存在北强南弱的经向差异，且这种差异的幅度由北向南减小;存在显著的季节差异，不同站点，情况有所不同;存在多种垂向模态，按上下水温变化的次序，主要表现为上下同位相、上下反位相、表层先于次表层、次表层先于表层、次表层内上下反位相。次表层水温的天气尺度变化受温跃层季节循环的调制，SCSI站与温跃层的季节变化一致，SCSZ站与年变化一致，SCs3站与半年变化一致。 天气尺度上，SST的变化受海表净热通量的控制，且以潜热通量和短波辐射为主，并因季节变化稍有不同;次表层水温的变化受多种因素的影响，如风应力旋度、海洋层化、海洋内部过程等，但主导因子因背景环境的不同而不同。 几种垂向模态的形成是不同的大气、海洋背景环境，不同机制的表层、次表层水温变化共同作用的结果。同一模态，形成机制可能不同。.南海上层水温的多时间尺度变化 基于前人的工作，本文总结并发现了南海上层水温的多尺度变化特征。 南海表层、次表层水温的变化存在不同的振荡周期，如年、半年、季节内、准双周和天气尺度周期，其垂向结构随时间尺度的变化而趋于多样化，周期愈短，垂向模态愈复杂。除SCSI站年循环外，各尺度的水温变化均存在表层弱、次表层强的特征。在表层，年周期是最主要的，在次表层，不同站点，情况各异。 SST的变化与同一尺度的海表净热通量的变化有关，周期越小，响应时间越短;次表层水温的变化与相同尺度的温跃层的变化有关，而温跃层的起伏主要由风应力旋度引起，时间尺度越小，响应时间越短，影响跃层变化的原因越复杂。 不同时间尺度的水温变化是相互联系的，较短周期的变化受较长周期变化的调制与制约。