均方波陡表示海面斜率总方差,反映海面的粗糙程度。目前对均方波陡的研究集中于分析其与风速的关系,对波浪状态等因素很少考虑。海-气界面的气体交换速度在研究全球的气候变化方面起着相当重要的作用,迄今为止的观测都是将气体交换速度与风速联系起来,然而湍流、波浪状态、表面膜和气泡等都影响气体的交换速度。本文在Phillips(1977)提出的由波数谱积分计算均方波陡s 2的方法基础上,根据能量守恒的原则,推导出波数谱与频谱s (ω)之间的关系,从而得到通过频谱s (ω)积分计算均方波陡s 2的一种新途径。利用外海和实验室所得到的波浪、风速资料,本论文研究分析了均方波陡与风速和波浪成长状态(波龄β)的关系,并得出如下结论:1)均方波陡随风速的增加而增大;2)均方波陡随波龄的增大而减小;3)波浪越成熟,均方波陡随风速增加而增大得越缓慢。由新方法求出的均方波陡,根据文献结果—均方波陡与海-气界面的气体交换速度成线性关系,求出气体交换速度。研究分析了气体交换速度与风速、波浪状态之间的关系,发现:1)气体交换速度随风速的增加而增大;2)气体交换速度随波龄的增大而减小;3)随着波浪的成长,气体交换速度随风速增加而增大的斜率减小。把新方法计算出的均方波陡和气体交换速度与文献观测结果相比,发现本文结果与文献结果符合较好,从而说明新方法是科学合理的;同时由于频谱相对来说比较容易得到,所以新方法是简单可行的。