中尺度海表温度（SST）扰动和海表风应力扰动之间的相互作用对于调节大气和海洋状态具有重要作用,然而当前的大部分气候模式还不能有效地表征这一中尺度海气耦合过程。特别在南美西海岸海域的中尺度海气耦合非常强烈,气候模式模拟一直存在一个明显的SST暖偏差。本文采用局地加权回归（LOESS）的滤波方法,从高分辨率的Quik-SCAT风场和AMSR-E SST卫星观测数据中提取了南美西海岸大气和海洋的中尺度扰动信号,揭示了该海域存在强烈的中尺度海气耦合过程。通过最小二乘法回归分析计算了该海域的中尺度海气耦合系数,发现该海域的中尺度耦合过程具有明显的季节变化。其中,中尺度SST扰动和海表风应力扰动之间的耦合系数在冬季约为0.0095 N·m-2/°C、夏季约为0.0082 N·m-2/°C。基于利用卫星观测数据得到的中尺度海气耦合关系,本文构建了一个中尺度风场反馈的参数化方法,即根据切风向SST梯度扰动和顺风向SST梯度扰动求得中尺度风应力旋度和散度扰动;再采用吉洪诺夫正则化方法,从中尺度风应力旋度和散度扰动中求得中尺度风应力扰动的两个分量;并将观测与重构的中尺度风应力扰动强度之间标准差的比例系数作为矫正系数。结果表明,通过该参数化方法重构的风应力扰动在空间分布上与SST扰动具有很好的相关关系,并且可以合理地表征中尺度风应力扰动的振幅。将这一参数化方法运用到ROMS中,建立了包含中尺度风场反馈效应的海洋动力模式,并以南美西海岸的海洋模拟为例进行研究。结果表明,在数值模式中加入中尺度海气耦合后,模拟的南美西海岸海域的SST在整体上出现了降低的现象,其中在秘鲁海域SST降低约0.3°C,而在智利海域SST降低约0.7°C。通过混合层热收支分析发现,南美西海岸海域SST的变化由海表热通量、垂向热通量扩散和水平平流作用所主导,其中智利海域的SST变化由水平平流作用所主导,而秘鲁海域的SST变化由垂向热扩散作用所主导。海表热通量的变化（包括潜热通量、感热通量和向上的长波辐射）对SST的变化主要起抑制作用。垂向流场的变化主要是由中尺度风应力旋度扰动引起的Ekman抽吸作用所调控。增强的上升流可以将更多的次表层冷水带到海洋表层,通过水平平流效应放大,间接对SST的降低起到重要作用。中尺度风应力扰动可以从动量和热通量相关的两个过程对SST产生影响。敏感性试验表明动力反馈同时发生在秘鲁和智利海域,而热力反馈主要发生在智利海域,中尺度海气耦合试验中SST变化是动力反馈和热力反馈试验中SST变化之和。考虑到南美西海岸海域在大尺度气候模拟研究中的重要作用,本文进一步研究了在大尺度海气耦合模式中考虑中尺度海气耦合对海洋的反馈效应。结果表明,在大尺度海气耦合模式中加入中尺度海气耦合效应后,模拟的SST的冷却效应会得到加强,其中秘鲁海域的SST降低约0.4°C,而智利海域的SST降低约0.8°C。分析发现SST的降低主要受垂向热通量扩散和水平平流作用的影响。以上结果表明,本文建立的中尺度风场反馈的参数化方法可以很好地应用于海洋模式和海气耦合模式中,为改善中尺度海气耦合及大尺度海气相互作用的研究提供了一种有效的方法。