影響青島地區滸苔生消的水文氣象要素分析

郭麗娜 黃容 馬艷 董海鷹 李德萍

摘 要：通過分析2008—2010年5～7月間青島地區逐日降水、相對濕度、日照時數和大霧觀測資料以及2008—2010年5～9月黃海區域逐日海溫資料，獲取滸苔發展期間氣象要素以及海溫的特征，找出影響滸苔生消的簡單有效的預測方法。結果表明，降水、大霧、日照和相對濕度與滸苔的繁殖覆蓋面積有關，滸苔旺盛階段之前的天氣特點明顯，在連續的陰雨或雨霧共同出現后，天氣轉好，相對濕度驟降、日照時數明顯增加，滸苔進入面積最大的旺盛階段。滸苔出現初期，在長江入海口以東略北的海域（32～33°N，123～125°E）附近存在冷水中心。滸苔爆發初期，江蘇鹽城以東的海域（34°N，122°E）附近會再出現一個冷水中心，強度與東南邊的另一冷水中心相近。當兩個冷水中心的形勢維持和加強時，滸苔的覆蓋面積進一步擴大，達到旺盛期。冷水中心強（溫度較低），滸苔的面積大；強度弱（溫度較高），滸苔的面積小。青島近海海域的海溫在15～25℃范圍時，有利于從黃海中部移來的滸苔生長和繁殖；江蘇以東海域的南北兩個冷水中心的形勢被打破，且青島沿海的海表溫度上升到25℃以上時，滸苔逐漸消亡。

關鍵詞：滸苔 青島近海 水文 氣象要素 海溫

中圖分類號：P732.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（c）-0109-04

最近幾年滸苔每年都有發生，尤其是2008年以來，滸苔的爆發規模和影響范圍都比較大，給我國東部沿海城市帶來很大的影響。國內許多學者從海洋環境角度出發，對滸苔的生長環境、生命史、發展和移動方向等方面進行了分析[1-11]。張蘇平等[12]分析了2008年海上風場、降水、云中液態水含量、海表面溫度等對滸苔聚集和定向移動的原因。衣立等[13]針對2009年滸苔情況，給出了滸苔的分布和移動情況，結果表明前期降水的明顯增多與滸苔爆發有密切關系，降水過后海水中營養鹽類充足，日照比較充足，光合作用強，有利于海上滸苔迅速繁殖；SST變化對滸苔爆發的影響不顯著。徐珊珊等[14]分析了溫度和風場對滸苔形成所起的作用。對于2008年滸苔影響期間青島沿海的氣溫、降水特征等，李德萍等[15]分析了衛星遙感監測信息和海面風場資料，表明滸苔的發生與海洋環境及降水、光照等水文氣象條件有關；青島的氣溫升高，降水較往年偏多有助于滸苔向北移動過程中的生長，因而造成2008年青島海域滸苔大爆發事件，但這僅限于2008年的一次滸苔事件。

氣象要素能直接反應出大氣環流的變化，本文從天氣現象和要素的變化角度，綜合分析2008—2010年影響青島的滸苔事件中天氣要素的變化特征，尤其是青島沿海的降水、日照，并綜合考慮相對濕度和大霧等要素，同時對比黃海海域的海溫逐日分布特征，以期找出滸苔影響期間，青島沿海的氣象要素和黃海海域海溫的特征變化，從而為今后預測滸苔的發展規模和移動軌跡，特別是預報預測方面能提供簡單好用的參考依據，以便更加有效地采取措施應對滸苔事件，減少其造成的不利影響。

1 資料

氣象要素選用青島沿海的4個自動氣象觀測站（赤島、青島、大公島、大管島）（圖1）2008—2010年5月1日至7月31日的逐日降水量和相對濕度觀測資料。青島伏龍山氣象觀測站2008—2010年5月1日至7月31日逐日日照時數和大霧觀測資料。

海表溫度（SST）資料選用的是微波輻射計空間分辨率為0.25?*0.25?的全球格點資料，分析的資料范圍：30～40?N，115～130?E。

根據2008—2010年的遙感監測圖片信息以及網絡上的相關報道，確定3年滸苔發展范圍各時期的大致起始時間，如表1所示。3年滸苔覆蓋面積最大時，影響范圍大都在江蘇鹽城以北、山東半島以南的近海海域，尤其是2008年和2010年，滸苔已經到達青島沿岸，2009年位置略南且向東延伸。

2 滸苔影響期間青島沿海氣象要素分析

滸苔的發生發展與氣象條件和水溫環境密切相關，對比分析2008—2010年每年的滸苔發生發展各階段的逐日氣象要素、天氣現象和海溫情況，找出在滸苔發展不同階段的變化特征。

2.1 2008年滸苔影響期間的氣象要素特征

分析2008年滸苔影響期間（5月1日～7月20日）四個自動氣象觀測站的平均降水量、平均相對濕度和青島伏龍山觀測站的大霧以及三天滑動平均日照時數的情況（圖2），可以看出，在滸苔出現之前，5月11～13日，連續3天有降水，其中在11日四個站的平均降水量超過10mm，5月15日在青島近海有滸苔少量出現；之后又是連續3天的降雨，并伴隨著的2天大霧，使得這3天的日照時數趨于最低。5月19日相對濕度驟降，日照增多，滸苔小規模出現，面積為17km2。5月23～28日青島連續6d的雨霧天氣，29、30日2天天氣晴朗，日照充足、相對濕度驟降。31日滸苔大規模爆發，衛星遙感監測青島近海滸苔面積為630 km2。進入6月份之后，青島雨霧天氣增多，相對濕度一直在80%以上，太陽寡照，日照時數平均每天不足5 h，尤其是6月15日一直到23日，青島沿海又是連續的陰雨和大霧天氣，24日天氣轉好，日照增多到7 h以上，相對濕度下降，衛星遙感監測到在6月25日滸苔覆蓋面積達到最大700 km2。從2008年5月15日滸苔出現到7月上旬滸苔消亡之前，也就是在滸苔整個影響期間，有29天大霧，霧多且連續，其中從滸苔出現到爆發共11天，有8天大霧，尤其是爆發之前，連續6天大霧天氣；從爆發到旺盛階段共25天，有12天大霧，達到旺盛階段之前又有連續5天大霧天氣。

2.2 2009年滸苔影響期間的氣象要素特征

圖3給出了2009年滸苔影響期間的四個自動氣象觀測站逐日降水、相對濕度、青島伏龍山觀測站的大霧出現情況以及三天滑動平均日照時數，從圖中可以看出2009年5月11～12日有降水，11日四個站的平均降水量超過10mm，達到中雨量級，5月15日滸苔出現，14～16日的日照時數較少；與2008年不同的是2009年在滸苔小規模出現也就是5月31日之前的一個星期，青島沿海沒有降水，相對濕度驟降，日照時數略降又升，維持在平均每天10h以上。6月的第二候和第四候日照較少，尤其是16日～20日青島沿海又是連續的陰雨和大霧天氣，6月20日出現中雨，相對濕度下降，滸苔爆發，2天的雨霧天氣后，23～24日相對濕度下降，日照增加，6月25日覆蓋面積達到最大390 km2。達到爆發階段之前出現了連續5天的大霧天氣。

2.3 2010年滸苔影響期間的天氣要素特征

2010年滸苔影響期間的各氣象要素分布（圖4）與2008年類似，2010年5月16～18日連續降水過程中，17日四個站的平均降水量接近大雨量級，同時滸苔出現；其后的10天里，雖然也有降水，但日照時數較多，28日到30日出現雨霧天氣，30日四站平均降水量為中雨量級，且這3天太陽寡照，31日滸苔小規模出現。進入6月后，中旬的日照時數較少，尤其是15～19日連續4天大霧天氣，相對濕度在90%左右，期間還有少量降雨，20日相對濕度降到80%左右，同時光照增多，滸苔大規模爆發，覆蓋面積為320 km2；滸苔達到旺盛之前的6月底7月初，還是多雨霧天氣，日照時數少，7月3日開始日照明顯增多，4日滸苔的面積達到最大500 km2。在爆發階段之前也出現了連續5天的大霧天氣，在旺盛階段之前有3天大霧天氣。

2.4 小結

綜合分析2008—2010年滸苔從出現到爆發各階段的氣象要素變化特征和天氣現象，結果有以下共同特點：在滸苔出現之前，青島沿海均出現中雨以上量級的降水。在2008年和2010年，滸苔小規模出現之前有明顯的降水過程，而2009年沒有。3年中，在滸苔大規模爆發之前，青島地區均有連續的大霧天氣出現，2008年連續6天大霧、2009年連續5天大霧、2010年也是連續4天的大霧天氣。滸苔進入旺盛階段之前的天氣特點也比較明顯，在連續的陰雨或雨霧共同出現后，天氣轉好時，日照時數明顯增加，之后滸苔進入面積最大的旺盛階段。

2008年滸苔從爆發階段到旺盛階段持續了25天，期間雨霧天氣多，日照時數少，滸苔面積在3年中最大；2009年滸苔從爆發階段后5天就進入了旺盛階段，發展過程快，其中有2天雨和1天大霧，滸苔面積為3年中最小；2010年滸苔從爆發階段到旺盛階段共持續了半個月時間，在前期日平均日照時數大都在7 h以上，后期多為雨霧天氣，滸苔覆蓋面積在3年居中。從以上3年的雨霧對滸苔影響的結果分析發現，連續的雨霧天氣下高濕寡照之后，相對濕度驟降，同時日照時數明顯增加時，有利于滸苔的大量繁殖，數量和面積劇增；且滸苔的各階段發展時間越長，滸苔旺盛階段的覆蓋面積越大。

3 黃海海域的海溫分析

3.1 滸苔面積各階段的海溫分布及變化

滸苔是綠藻的一種，海溫的高低直接影響著滸苔的繁殖和生長的環境。分析黃海海域2008—2010年5月1日～9月30日的逐日海表溫度資料，給出滸苔各階段的海溫分布情況（圖5～圖7）。發現在滸苔出現初期，即黃海海域監測到小規模滸苔時，3年的共同特點是在長江入海口以東略北的海域（32～33°N，123～125°E）附近存在一個小的冷水中心（南中心）。爆發初期，江蘇鹽城以東的海域（34°N，122°E）附近會再出現一個冷水中心（北中心），強度與東南邊的另一冷水中心相近。當兩個冷水中心的形勢維持和加強時，滸苔的覆蓋面積進一步擴大，達到旺盛期。三年中，兩個冷水中心比較強（溫度較低）時，滸苔的面積較大（2008年和2010年）；強度弱（溫度較高）時，滸苔的面積略小（2009年）。隨著南冷水中心的減弱消失，雙中心形勢被打破，此時滸苔開始慢慢消亡，覆蓋面積減小直到消失。

2008—2010年三年的雙中心形勢都很明顯，且其持續時間與滸苔的旺盛階段對應較好。

3.2 青島沿海的海溫變化

從2008～2010年青島沿海的海溫（35.875°N，121.125°E）變化（表2）發現，滸苔出現時，青島沿海的海溫都已經升到了15℃以上；滸苔大規模發展的時期，青島沿海的海溫在18～25℃之間；在2008年7月8日和2009年7月7日，青島沿海的海溫升到了25℃以上，中旬滸苔逐漸消亡；而2010年7月18日，青島沿海的海溫才升到25.2℃，滸苔在7月下旬消亡。3年中青島沿海的海溫和滸苔消亡時段對應較好。

綜合黃海海域海表溫度的分析結果，當黃海海域南北兩個冷水中心的格局被打破，轉變成北暖南冷或南北暖中間冷，并且青島沿海的海表溫度上升到25℃以上時，滸苔開始消亡，覆蓋面積逐漸減小消失。

4 結論

該文從水文氣象的變化角度，找出了2008—2010年滸苔影響期間青島沿海的降水、日照、相對濕度和大霧等天氣要素，以及黃海海域的海溫的變化特征，發現氣象要素和海溫與滸苔發展階段的對應關系，為今后滸苔發展階段的預測提供可預報的因素，但相互之間的有些作用機制還有待資料延長樣本增多后繼續進一步分析。主要結論如下。

（1）雨霧天氣與滸苔的繁殖覆蓋面積有關，在連續的雨霧天氣過后，相對濕度驟降，同時日照時數明顯增加時，有利于滸苔的大量繁殖，數量和面積劇增。滸苔的各階段發展時間越長，滸苔旺盛階段的覆蓋面積越大。

（2）青島沿海的海表溫度在15～25℃范圍時，有利于滸苔的生長的大量繁殖；滸苔大規模發展的時期，青島沿海的海表溫度在18～25℃之間。

（3）青島海域的滸苔發展的各階段，江蘇以東海域的海表溫度均維持南北兩個冷水中心的形勢，雙中心形勢明顯且較強時，滸苔的發展比較旺盛，覆蓋面積較大；南北兩個冷水中心的格局被打破，且青島沿海的海表溫度上升到25℃以上時，滸苔面積減小、逐漸消亡。

由于樣本個例的限制，該文研究的內容還有很多不完善的地方，有待在滸苔影響事件增多樣本增加的情況下逐步完善和修正。

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