高风速条件下海气湍流交换过程的深入理解和参数化方法研究有助于提高数值模型对台风和冷空气过程的预报能力。这是近十几年科学研究的热点问题，也是业务应用急需解决的关键问题。本论文采用广东茂名博贺海洋气象科学试验基地(21°26′24″N，111°23′26″E)的离岸海洋气象观测平台上2009-2014年的观测资料，对数据进行质量控制的基础上，分析了湍流通量季节变化和日变化的基本特征。选用此期间的六个台风个例和四个冷空气个例以及峙仔岛100m铁塔上2008年和2010年观测的两个台风个例，分析了高风速条件下湍流通量及湍流交换系数和10m高度风速的关系，并比较和检验了数值模式中常用的五种湍流通量块体参数化算法在南海近海浅水区的适用性。主要结果包括:　　(1)对高风速条件下高频湍流脉动数据的协方差积分曲线(Ogives)的分析表明，对海面上高风速条件下涡动相关系统观测数据进行预处理时，平均时间采用10 min较为适宜。通过对湍流通量的科氏力修正、声学虚温修正和Webb修正量随风速变化的评估发现，湍流修正量随风速增加而减小，当10m风速大于15 ms-1时，三种修正量都小于2％。　　(2)南海近海常规气象要素和海气湍流通量的季节变化及日变化特征分析显示，季风期约始于5月下旬止于9月末，季风爆发（撤退）期间，风向先于季风降水1-2周发生变化;观测平台受海陆风环流影响显著，风速具有明显的日变化，上午高晚上低;海面反照率在季风期为0.025，非季风期为0.05;非季风期海面大气比季风期活跃，能量和物质传输相对大;感热通量日均值小于30 Wm-2，潜热通量相对大，潜热是海面可利用能量的主要消费者。　　(3)台风过程和冷空气过程湍流通量特征分析显示，动量通量和风速变化一直，都随风速增加而增加。在台风右前象限，大气向海面输送感热和潜热，在台风右后象限，海面向大气输送感热和潜热。而冷空气过程都是海面向大气输送感热和潜热，感热通量比台风过程的值大。　　(4)三种常用的湍流通量计算方法（涡动相关法，惯性耗散法和通量廓线法）的比较分析显示，涡动相关法和惯性耗散法具有很好的一致性，通量廓线法的结果相比于其它两种方法的结果，在海岛上低估动量通量，在海面上高估动量通量。　　(5)拖曳系数和10m高度风速关系分析显示，南海近海浅水区拖曳系数饱和值为0.002，对应的10m饱和风速是18 m s-1。　　(6)感热通量和潜热通量与10m高度风速关系分析显示，台风过程中感热通量小于潜热通量且几乎不随风速变化，而冷空气过程中感热通量大于台风过程的值且随风速增加而增加;冷空气过程中潜热通量首先随10m风速增加而增加，约12 ms-1时达到饱和，尔后随风速增加而降低;10m风速在5-15 m s-1时，热量传输系数和拖曳系数的比值在台风过程中约为0.5，在冷空气过程中约为1.0。　　(7)对数值模式中常用的五种湍流通量块体参数化算法(COARE3.0、UA、GEOS5、ECMWF和CCM3)进行检验，发现对于摩擦速度而言，欧洲中心中尺度天气预报中应用的算法(ECWMF)和观测值最接近，在台风过程和冷空气过程中的结果类似。当10m风速大于20 m s-1时，ECWMF算法低估摩擦速度约2％。对于感热通量和潜热通量而言，亚利桑那大学研发的算法(UA)和观测值最接近。在台风过程中，低估感热通量100％，潜热通量偏差随着风速增加而增加，从14 m s-1到18 m s-1，偏差量从高估31％到低估125％。在冷空气过程中，10m风速大于14 m s-1时，低估感热通量2％-10％，高估潜热通量11％。