唐山三島海洋站水文要素特征分析

李桂敏 杜雨蒙 張浩男 苗建波 劉龍

（國家海洋局秦皇島海洋環境監測中心站，河北 秦皇島 066003）

海水溫度是量度海水冷熱程度的物理量，常以攝氏度（℃）表示；海水鹽度是海水含鹽量的標度，是個無量綱的量。在諸多海洋水文要素中，海水溫度和鹽度是最基本和最重要的要素。其中，作為海洋學中的一個重要物理量，海水鹽度不僅是海水的最重要理化特性之一，也是整個海洋系統的重要組成部分。渤海因其特殊的地理位置和資源優勢，在我國的國防建設和經濟社會發展中具有十分重要的戰略地位。本文選取唐山三島海洋站水文數據進行分析，為進一步研究渤海的表層水溫和鹽度等水文特征提供參考。

本文主要是基于2019 年-2020 年唐山三島海洋站水文氣象要素中表層海水溫度和表層海水鹽度實測整點數據，分析其月平均、年平均、年最高值和年最低值，了解表層海水水溫、表層海水鹽度變化特征，為促進當地經濟發展提供依據。

1 數據說明

唐山三島海洋站位于河北省唐山市唐山國際旅游島，為國家直屬站，國家海洋局秦皇島海洋環境監測中心站管理，暫時無人值守。位置如圖1 所示。

圖1 唐山三島海洋站位置示意圖

目前，唐山三島海洋站水文氣象觀測項目共8 項，分別為表層海水溫度、表層海水鹽度、潮汐、氣壓、空氣溫度、相對濕度、降水和風。

本文對2019 年1 月-2020 年12 月唐山三島海洋站水文要素中的表層海水水溫、表層海水鹽度（以下簡稱“水溫”和“鹽度”）整點數據資料進行統計分析，資料的觀測標準和精確度符合《海濱觀測規范》的要求。本文水溫是指海水表面島0.5m 深處之間的海水溫度；鹽度是指海水表面島0.5m 深處之間的海水實用鹽度；春季是指3 月、4 月、5 月，夏季是指6月、7 月、8 月，秋季是指9 月、10 月、11月，冬季是指12 月、1 月、2 月。

2 數據分析

通過對2019 年-2020 年唐山三島海洋站水文要素中水溫、鹽度數據資料進行統計分析，對水溫、鹽度的季節性變化和年際變化，及其月平均、年平均、年最高值及對應時間、年最低值及對應時間變化規律進行了分析和總結。

2.1 水溫特征值分析

通過對2019 年-2020 年期間唐山三島海洋站水文要素中水溫數據資料的統計歸納，對水溫的月平均變化、年平均變化、年最高值及對應時間、年最低值及對應時間的變化規律進行分析總結。

由表1 統計分析可知，唐山三島海洋站2019 年-2020 年年平均水溫分別為13.9℃和14℃，由此可見水溫年均變化極小；最高月平均水溫均為27.5℃，分別出現在2019 年7 月和2020 年8 月份，均出現在夏季；年最高水溫分別為30.6℃和29.3℃，均出現在8 月份，出現在夏季；年最低水溫分別為-1.7℃和-1.6℃，分別出現在2019 年1 月份和2020 年12 月份，均出現在冬季，兩年年最高水溫和最低水溫變化均較小，分別出現在當年的夏季和冬季。

表1 2019 年-2020 年唐山三島海洋站水溫月平均及年特征值統計表

由圖3 分析可知，唐山三島海洋站月平均水溫季節性變化的特征是：從2 月份開始唐山三島海洋站水溫開始逐步升溫，春季月平均水溫增溫速率最大，增溫最快，夏季月平均水溫達到最大值，8 月份出現年最高水溫。此后唐山三島海洋站開始進入快速降溫期，在冬季降至全年月平均最低，并在1 月或12 月出現年最低水溫。分析圖2 兩年月平均曲線變化可知，唐山三島海洋站兩年月平均水溫變化較小，相比較同年其他月份1 月、2 月份及12 月變化較大。

圖2

圖3 唐山三島海洋站2019 年-2020 年水溫月平均變化圖

2.2 鹽度特征值分析

通過對2019 年-2020 年期間唐山三島海洋站水文要素中鹽度數據資料的統計歸納，對鹽度的月平均變化、年平均變化、年最高值及對應時間、年最低值及對應時間的變化規律進行分析總結。

由表2 統計分析可知，唐山三島海洋站2019 年鹽度介于23.2‰～33.9‰，年平均鹽度為32.3‰，最高月平均為33.5‰，最低月平均為30.2‰，其中年最高鹽度為33.9‰，年最低鹽度為23.2‰；2020 年鹽度介于28.5‰～34.2‰，年平均鹽度為32.4‰，最高月平均為33.5‰，最低月平均為30.9‰，年最高鹽度為34.2‰，年最低鹽度為28.5‰。綜上可知，兩年鹽度年平均、年最高變化較小，年最低變化較大。

表2、圖4 綜合分析可知，2019 年、2020 年唐山三島海洋站最高月平均鹽度均出現在春季，最低月平均分別出現在8月份和9 月份；年最高鹽度出現在5、6 月份，年最低鹽度出現在8、9 月份。

由圖4 可知，鹽度月平均呈現“兩峰一谷”，2 月份開始鹽度月平均值開始上升，4、5月份達到最大，出現第一波峰，之后開始逐步下降，11 月份出現第二波峰，第二波峰略低于第一波峰；8、9 月份達到月均最小值，出現波谷。

結合表2、圖4 和圖5 分析可知，唐山三島海洋站兩年鹽度年平均變化為0.1‰，年最高差值為0.3‰，兩年年平均與年最高變化值較小。年最低變化較大，2019 年年最低鹽度比2020 年年最低鹽度低5.3‰，對比這兩年年最低鹽度出現的相應月份的降水，2019 年比2020 年多40%。綜合圖表，可知鹽度與降水存在較大的相關性，受降水影響較為明顯。

圖4 唐山三島海洋站2019 年-2020年鹽度月平均變化圖

圖5 唐山三島海洋站2019 年-2020年各月總降水量統計圖

表2 唐山三島海洋站2019 年-2020 年鹽度月平均及年特征值統計表

3 結論

本文采用了2019 年-2020 年唐山三島海洋站水文要素中水溫、鹽度實測整點數據，統計、分析表層水溫和鹽度的月平均、年平均、年最高值及對應時間、年最低值及對應時間的變化特征。得出如下規律：

3.1 水溫變化規律

唐山三島海洋站水溫的年變化呈現明顯的季節性變化，夏季最高，冬季最低，并對應出現年度最高溫和最低溫，年際變化較小。

水溫月平均變化特征，春季、夏季明顯升溫，并在夏季達到最高溫度，其中7、8 月份月平均水溫變化較小，秋季開始進入快速降溫期，冬季達到最低。

3.2 鹽度變化規律

唐山三島海洋站鹽度月平均呈現“兩峰一谷”的特征，第一波峰均出現在春季；春季、夏季鹽度月平均變化較大，第一波谷出現在8、9 月份，11 月份出現第二波峰，且第二波峰略低于第一波峰。鹽度變化年際變化較小，年最高變化值較小，年最低變化較大，鹽度月平均以4、5、6 月份為高，不同年份時間和高值略有差異，年度最低鹽度均為8、9 月份，參考對應年份降水，可知鹽度與降水量關系密切。