海冰對持續強冷空氣過程的響應分析

王娜++林海波++孫偉++王冰

摘要 通過對2010年1月上旬影響山東海域的持續強冷空氣過程分析，認為黃河氣旋和較強冷平流造成的大風、低溫和降雪是造成海冰災害發生并發展的重要因素，當持續低溫出現后，東北風盛行的天氣形勢下，往往有海冰發生發展。同時，就做好海冰災前防范和災后應急工作提出了建議。

關鍵詞 海冰；大風；降溫；暴雪；黃河氣旋

中圖分類號 P732.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）11-0200-02

進入海洋中的大陸冰川（冰山和冰島）、河冰、湖冰以及咸水冰被統一稱為海冰，其鹽度比海水低2‰～10‰[1]。海冰等海洋主要災害對漁業生產等有巨大的危害[2-3]。如1969年發生的“大冰害”，曾經造成海上石油平臺損壞。強冷空氣是造成暴雪、大風和低溫凍害等冬半年影響我國大部分地區和海域的災害性天氣的主要原因。2010年1月上旬開始，受持續強冷空氣的影響，渤海灣、萊州灣、黃海北部等山東海域發生海冰災害，山東省因這次海冰災害直接經濟損失接近27億元，其中煙臺市損失8.78億元，威海市損失8.96億元[4]。本文通過對2010年1月上旬的持續強冷空氣過程分析，探討造成海冰對強冷空的響應，以期提高社會的防范意識，減少海洋產業的損失。

1 海冰災情分析

自2009年11月下旬開始，遼東灣出現大面積初生冰，時間較常年提前15 d左右；至2010年1月上旬，遼東灣海冰發展迅速，浮冰范圍迅速增加；至1月中旬，受補充冷空氣影響，萊州灣的冰情發展明顯，浮冰范圍從1月9日的29.632 km迅速增加到1月18日的72.228 km，1月22—24日連續維持在85.192 km，為萊州灣40年來最大海冰范圍；遼東灣浮冰范圍從1月31日的96.304 km迅速發展到2月13日的200.016 km，最大單層冰厚達50 cm以上。海冰于2010年1月中下旬達到山東省40年同期最嚴重冰情。

2 天氣形勢分析

2.1 500 hPa高空環流形勢分析

2010年1月上旬的500 hPa高度場上，北半球中高緯以經向環流為主，冷空氣經貝加爾湖東移南下。2日，小股冷空氣經蒙古和東北地區南下，高原低槽東移，帶動低層暖濕氣流向北輸送。3日，河套地區有低渦生成，北方冷空氣和南方暖濕氣流在此交匯，引發黃河氣旋劇烈發展，在東北路徑南下的冷空氣墊上抬升，形成明顯降雪。4日8：00后，東亞大槽移動到日本海地區，來自極地的冷空氣經由貝加爾湖，在高壓前部西北氣流的影響下不斷影響山東半島地區。地面圖上，河套低渦誘發黃河氣旋，經黃河下游影響華北到山東半島的大部分地區。4日8：00，黃河氣旋東移到朝鮮半島地區，冷高壓隨之南下，冷空氣經由貝加爾湖、蒙古東部擴散南下。8日高壓中心位于蒙古東部地區，冷空氣影響結束。

2.2 暴雪過程分析

黃河氣旋引起較強的上升運動和整層的水汽抬升使4日山東半島多處出現暴雪。隨著冷空氣不斷影響，山東半島特有的地方性天氣——冷流降雪天氣不斷出現。5日850 hPa半島降溫至-20～-16 ℃，山東半島多處出現大雪；隨著高空冷空氣主體的不斷東移，山東半島的冷流降雪強度也逐漸減弱。6日850 hPa為-16 ℃，出現中雪；7日回升至 -16～-12 ℃，出現小到中雪；8日回升至-12 ℃，出現小雪，降雪結束。半島最大積雪深度達30 cm以上，50%的臺站最大積雪深度與歷史同期持平，40%的臺站降雪日數與歷史同期持平。

2.3 低溫實況分析

對于這種持續性冷空氣影響引起的溫度下降，一般分為平流降溫和輻射降溫2種。3日8：00至4日8：00，以較強冷平流引起的平流降溫為主。500 hPa高空較強鋒區壓在了華北—山東半島一帶（10緯距，4條等溫線）。4日8：00—20：00，850 hPa西北氣流明顯加強，等高線與等溫線交角在90°左右，溫度平流達到最大值。5日8：00，成山頭ΔT24值達到-13 ℃。4日夜間以后，山東半島南部地區天況轉晴，風力減弱，輻射降溫作用明顯，導致最低氣溫出現在6日早晨，全市氣溫均在-9 ℃以下，內陸地區最低氣溫達-22 ℃。1月上旬平均氣溫達到1980年以來的最低值。

2.4 大風分析

由于冷高壓的前方伴有入海氣旋，高壓前部較大的氣壓梯度與地面氣旋疊加，造成風力極值出現在1月4日，黃海南部的崆峒島站最大風力8～9級，陣風10級，陸地6～7級，陣風8級。與之類似的是，1999年11月24日，由于地面冷高壓和入海氣旋的共同作用，渤海出現7級、陣風10級的偏北大風，發生了震驚全國的“11·24”海難事故。4日后冷空氣逐漸擴散南下，地面冷高壓經蒙古到河套擴散南下，地面風向以北到西北風為主。與高空冷平流相對應。5日，海島站最大風力，崆峒島8級，渤海黃海交界處的長山列島自動站為6～7級風，沿海地區均為4～5級風。6日，崆峒島7級風，長山列島為4～5級風。7日，崆峒島7級，長山列島為5～6級風。

3 與1969年海冰災情對比

在1969年春季，渤海發生特大海冰期間，海冰厚度最大達到54 cm，營口海區、遼河口基本上被固定冰全部覆蓋，渤海石油“海一井”（重500T）平臺、“海二井”（重550T）平臺受到重創，塘沽港有58艘客輪受損。造成這次冰害的主要原因是由于1969年冷空氣強度大、頻率高，冬季降雪頻繁，多因素綜合造成1969年大冰害發生。綜合1969年和2002年的海冰災情認為，海冰厚度和范圍都與冷空氣強度、次數及路徑密切相關，海冰的形成與消融與該海區的氣象和水文條件有著密切的關系[5-6]。

4 建議

黃河氣旋和較強冷平流造成的大風、低溫和降雪是造成海冰災害發生并發展的重要因素，當持續低溫出現后，東北風盛行的天氣形勢下，海冰發生發展的概率較大。冷空氣強度、次數及路徑等因素影響海冰厚度和范圍，氣象條件和水文條件與海冰的形成、消融密切相關。因此，預測有海冰發生時，應周密部署，加強督促檢查，加強巡查監控，及時發布預警信息，充分利用VTS、AIS、CCTV等監控手段；加強對海冰區域的動態監控，隨時掌握跟蹤冰情變化情況。加強多部門聯系與合作，健全預警機制，密切關注海冰的發展，及時發布預警信息；嚴格落實各項防范措施，及時掌握海域海上冰情，研究分析海冰對涉海作業和水運生產可能造成的影響，制訂和完善因海冰影響造成封港、停航和船舶、人員海上被困等突發事件的應急預案，同時要合理布置力量，做好隨時應對各類情況的準備。在做好預防工作的基礎上，當災害發生后，對適宜收獲的養殖產品及時收獲，對養殖池塘要防止發生缺氧，同時對漁業設施加固和增加保溫能力，保證養殖品種正常生長，最后要及時對停港漁船進行調度和看管，切實保證漁船安全[7-8]。

5 參考文獻

[1] 李志軍.渤海海冰災害和人類活動之間的關系[J].海洋預報，2010（1）：8-12.

[2] 陸欽年.我國渤海海域的海冰災害及其防御對策[J].自然災害學報，1993（4）：53-59.

[3] 徐廣遠，鄶明，張恩鵬，等.海參海冰災害防治措施[J].新農業，2013（17）：60.

[4] 孫劭，蘇潔，史培軍.2010年渤海海冰災害特征分析[J].自然災害學報，2011（6）：87-93.

[5] 張方儉，費立淑.我國的海冰災害及其防御[J].海洋通報，1994（5）：75-83.

[6] 馬桂山，張哲，王曉娟，等.渤黃海冰情分析與對策思考[J].中國海事，2010（11）：43-46.

[7] 左書華，李蓓.近20年中國海洋災害特征、危害及防治對策[J].氣象與減災研究，2008（4）：28-33.

[8] 馬龍，宋士林，劉婷婷.濰坊北部沿海地區主要海洋災害類型及防治探討[J].海洋開發與管理，2013（3）：92-97.