經(jīng)略海疆邁向深藍(lán)海洋在現(xiàn)代社會發(fā)展中的重要作用*

鄭崇偉， 李崇銀

(1.解放軍理工大學(xué)氣象海洋學(xué)院 南京 211101； 2.中國科學(xué)院大氣物理研究所LASG實(shí)驗(yàn)室 北京 100029；3. 海軍大連艦艇學(xué)院 大連 116018)

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經(jīng)略海疆邁向深藍(lán)海洋在現(xiàn)代社會發(fā)展中的重要作用*

鄭崇偉1，2，3， 李崇銀1，2

(1.解放軍理工大學(xué)氣象海洋學(xué)院 南京 211101； 2.中國科學(xué)院大氣物理研究所LASG實(shí)驗(yàn)室 北京 100029；3. 海軍大連艦艇學(xué)院 大連 116018)

值此抗日戰(zhàn)爭勝利70周年、甲午海戰(zhàn)結(jié)束兩個甲子之時，我們深切緬懷為國犧牲的英烈，也為建設(shè)海洋強(qiáng)國充滿激情、肩負(fù)責(zé)任。伴著亞丁灣護(hù)航、“遼寧”艦下水、殲-15成功著艦、“蛟龍”號深潛……，我國的大航海時代再次掀開嶄新的一頁。海洋在政治、經(jīng)濟(jì)、文化、軍事等諸多領(lǐng)域的重要地位愈發(fā)凸顯。本研究在此拋磚引玉，剖析了海洋經(jīng)濟(jì)、海洋與氣候變化，以及海洋與軍事的密切聯(lián)系，本系列重點(diǎn)就兩個方面展開研究：①中國南海島礁建設(shè)(波浪能評估的研究進(jìn)展；重點(diǎn)島礁的風(fēng)候、波候特征；風(fēng)力發(fā)電、海浪發(fā)電提高島礁的生存能力、可持續(xù)發(fā)展能力)；②第一島鏈的波候觀測分析(朝鮮半島周邊海域——日本周邊海域——琉球群島——臺灣島周邊海域)。為經(jīng)略海疆、邁向深藍(lán)、建設(shè)海洋強(qiáng)國提供科學(xué)支撐、輔助決策，為海洋權(quán)益維護(hù)、國防建設(shè)盡綿薄之力，助力“海之夢”、“中國夢”，獻(xiàn)禮抗戰(zhàn)勝利70周年。

經(jīng)略海疆；邁向深藍(lán)；海洋經(jīng)濟(jì)；氣候變化；海洋與軍事

1 引言

作為人類生命的搖籃，海洋在政治、經(jīng)濟(jì)、文化、軍事等諸多領(lǐng)域的重要地位愈發(fā)凸顯。地球70.8%的表面積被海洋覆蓋，隨著資源危機(jī)、環(huán)境危機(jī)愈演愈烈，為了爭奪生存空間，海洋必將是人類未來角逐的焦點(diǎn)。1890年，著名軍事理論家馬漢的經(jīng)典力作《海權(quán)論》引起了世界軍事和戰(zhàn)略領(lǐng)域的關(guān)注，他強(qiáng)調(diào)“誰控制了海洋，誰就控制了世界”。美國、日本、德國以及蘇聯(lián)等國都以之作為國家戰(zhàn)略發(fā)展的方向指導(dǎo)，海洋在國家發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃層的突出地位自此體現(xiàn)。孫中山先生也曾說過“國力盛衰強(qiáng)弱，常在海而不在陸”。

認(rèn)知海洋、利用海洋，方可為防災(zāi)減災(zāi)、高效開發(fā)利用海洋提供科學(xué)支撐。海洋對人類的影響主要體現(xiàn)在危害、造福人類兩個方面。風(fēng)暴潮、災(zāi)害性海浪、赤潮、海嘯、厄爾尼諾……大大增加了人類開發(fā)利用海洋的難度。1953年2月，發(fā)生在荷蘭沿岸的一次風(fēng)暴潮，使得水位高出正常潮位3 m余，造成超過2 000人死亡；1970年11月，發(fā)生在孟加拉灣沿岸的一次風(fēng)暴潮，造成30余萬人死亡、100余萬人無家可歸；1979年11月，我國“渤海2號”鉆井船受寒潮大風(fēng)浪襲擊而沉沒；1999年11月，“大舜號”客混船從煙臺駛往大連途中，遭遇寒潮大風(fēng)浪而傾覆，全船304人僅22人生還；2011年12月，俄羅斯鄂霍次克海石油平臺因遭受強(qiáng)冷空氣所造成的惡劣海況侵襲而沉沒。但是，如果能夠深入掌握海洋環(huán)境特征，合理開發(fā)利用海洋資源，如種類繁多的生物資源(含漁業(yè)、海洋生物制藥等)、儲量豐富的礦產(chǎn)資源(如油氣、可燃冰等)、化學(xué)資源(各種金屬、鹽類等)、海洋能(海上風(fēng)能、波浪能、潮汐能、溫差能、鹽差能、海流能等)，同樣可以給人類帶來福祉。

由于海洋資料不易獲取，人類對海洋的認(rèn)識還遠(yuǎn)不能滿足軍地海洋建設(shè)的需求，以至對太空的認(rèn)識都勝過海洋。本文在此拋磚引玉，探析了海洋經(jīng)濟(jì)、海上交通、海洋狀況與氣候變化、以及海洋與軍事。期望可以為海上絲綢之路、海洋權(quán)益維護(hù)、防災(zāi)減災(zāi)、海洋能開發(fā)、應(yīng)對全球氣候變化[1-2]等軍地海洋建設(shè)提供科學(xué)支撐，為“經(jīng)略海疆、邁向深藍(lán)”提供輔助決策，為海之夢、中國夢盡綿薄之力。

2 海洋經(jīng)濟(jì)

海洋與經(jīng)濟(jì)的聯(lián)系自古有之，當(dāng)歷史走進(jìn)工業(yè)革命，蒸汽時代取代了槳劃帆船時代，海洋在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的地位愈發(fā)凸顯，以我國為例，沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，GDP占全國70%左右。海洋經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成了緩解甚至是解決陸上經(jīng)濟(jì)發(fā)展問題的關(guān)鍵性因素。當(dāng)人們面對日益嚴(yán)重的陸上環(huán)境污染、資源能耗過大、陸(空)運(yùn)成本過高等一系列問題時，經(jīng)略海洋成為諸多發(fā)達(dá)國家追逐的焦點(diǎn)，這個對于海岸線長度達(dá)1.8萬km余的中國來說，無疑也是最佳的發(fā)展戰(zhàn)略之一。

2.1 海洋資源

海洋經(jīng)濟(jì)中歷史最為悠久的組成部分是海洋漁業(yè)，這與海洋巨大的初級生產(chǎn)力有關(guān)，Lalli[3]指出全世界海洋的初級產(chǎn)量為3.7×1010t/a(以碳計)。中國近海區(qū)域初級生產(chǎn)力是在54.75 g/(m2·a)(以碳計)以上，與我國陸地凈初級生產(chǎn)力的比值在1/5以上(2001年，我國陸地凈初級生產(chǎn)力均值為272.10 g/(m2·a)(以碳計)[4]，近海漁業(yè)等生物資源的合理開發(fā)，可以有效提升我國糧食產(chǎn)能，擴(kuò)展對外糧食貿(mào)易渠道[5]。海洋中同樣蘊(yùn)藏著極為豐富的化學(xué)資源、礦產(chǎn)資源。以我國南海為例，素有“第二波斯灣”之稱，具有豐富的油氣等礦產(chǎn)資源，也具有能源開發(fā)利用價值的常見元素有氫、氧、氘、鈾等，僅西沙海域總鈾能相當(dāng)于一個25萬kW電站150億年的發(fā)電量[6]。

近年來愈發(fā)嚴(yán)重的“霧霾”天氣，越來越受到人類的關(guān)注。日益嚴(yán)峻的環(huán)境危機(jī)、資源危機(jī)對人類的生存、可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。電力、淡水困境同樣也是抑制邊遠(yuǎn)海島的經(jīng)濟(jì)、軍事活動的主要原因之一，長期以來一直是世界性難題。在煤、石油等常規(guī)能源日益緊缺的當(dāng)今世界，無污染、可再生、儲量大、分布廣等諸多優(yōu)點(diǎn)使得海洋能成為時代的寵兒。據(jù)聯(lián)合國教科文組織出版的《海洋能開發(fā)》指出[7]，全球各種海洋能的理論可再生功率約為7.66×1010kW，其中以鹽差能和溫差能的數(shù)量級最大，各為1010kW；波浪能和潮汐能次之，各為109kW；海流能為108kW。據(jù)《中國沿海潮汐能資源普查》和《中國沿海農(nóng)村海洋能資源區(qū)劃》統(tǒng)計，中國沿岸的潮汐能資源總裝機(jī)容量為2 179萬kW，年發(fā)電量為624億kW·h[8]。作者曾模擬得到我國首份、覆蓋整個中國海域、長時間序列、高分辨率的海浪數(shù)據(jù)。在國內(nèi)率先將“海浪數(shù)值模擬”與“波浪能資源評估”相結(jié)合，初次實(shí)現(xiàn)了整個中國海的波浪能的系統(tǒng)性、精細(xì)化評估[9]。綜合考慮波浪能流密度的大小、資源的穩(wěn)定性和長期變化趨勢、能級頻率、資源開發(fā)的可用波高出現(xiàn)頻率、資源的總儲量、有效儲量和技術(shù)開發(fā)量、海洋環(huán)境特征，發(fā)現(xiàn)：雖然中國海并不位于全球海域波浪能資源的富集區(qū)，但大部分海域蘊(yùn)藏著較為豐富、適宜開發(fā)的波浪能資源，優(yōu)勢區(qū)域分布于南海北部海域[10-11]。僅從能流密度來看，中國大部分海域的波浪能遠(yuǎn)比傳統(tǒng)估值(2～7 kW/m)豐富。因地制宜，開發(fā)利用波浪能資源對于解決邊遠(yuǎn)海島、深遠(yuǎn)海的電力困境有著實(shí)用的價值，將有效促進(jìn)邁向深藍(lán)的步伐。在水資源日益呈現(xiàn)危機(jī)的今天，海底淡水資源同樣向人類展示了美好前景，據(jù)弗林德斯大學(xué)的一組研究人員的最新調(diào)查結(jié)果顯示，海洋底層蘊(yùn)含著儲量豐富的淡水資源，在大陸架附近海床下可能儲有50萬km3的淡水資源。2003年，法國納菲雅水公司的一次工業(yè)化開采，淡水流量可達(dá)100 L/s[12]。

海洋資源的豐富程度超出了人們的想象，成為應(yīng)對21世紀(jì)資源和環(huán)境危機(jī)，改善經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，增進(jìn)經(jīng)濟(jì)活力的關(guān)鍵手段[13]?？v觀濱海國家的海洋政策[14-16]，可以發(fā)現(xiàn)海洋的經(jīng)濟(jì)動力也來源于這些海洋資源[17-18]。合理開發(fā)海洋能資源，將有效促進(jìn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展，但我們一定要科學(xué)地看待海洋[19-22]，中國近海的漁業(yè)資源曾經(jīng)是相當(dāng)富饒的，而現(xiàn)在也有了伏季休漁的安排?！睹献印吩啤皵?shù)罟不入洿池，魚鱉不可勝食也”，至今仍具有重要的警示意義。作為全球主要的碳匯，海水中的二氧化碳含量在2.2 mmol/kg，據(jù)估計人類排放的二氧化碳有35%左右被海洋吸收[23]，海水的比熱較大，密度較高，世界大洋面積約占地表面積的70.8%，這使得海洋不僅在現(xiàn)代世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展領(lǐng)域占有重要地位，也使得其在氣候變化方面占有一席之地，更是具有“全球氣候變化的調(diào)節(jié)器”之稱。人類活動引起的溫室氣體排放導(dǎo)致氣候變化，是一個至今仍然很熱的科學(xué)問題[24]。試想，一旦過度將波浪能、海上風(fēng)能等海洋動能大面積轉(zhuǎn)化成我們需要的電力，勢必會造成海洋動能攝入減少，從而導(dǎo)致邊界流減弱，由于守恒作用，赤道流系將會呈現(xiàn)減弱或者混合加強(qiáng)的異常情形，從而導(dǎo)致氣候異常的情況產(chǎn)生[25]。此外，不合理的開發(fā)海洋漁業(yè)資源、海底淡水，會導(dǎo)致大洋初級生產(chǎn)力分布異常；以及由于海底礦藏和淡水開發(fā)帶來的海水污染，這些活動會從另一個側(cè)面對我們經(jīng)濟(jì)造成不可挽回的影響。且初級生產(chǎn)力的異常也會導(dǎo)致海洋固碳能力的變化，對海表溫度也會產(chǎn)生較大影響，從而影響氣候變化。

2.2 海上交通

海洋是未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵所在，海上交通是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“大動脈”。研究表明，2001-2005年期間，海上運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展對上海海洋經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)度由32.23%增長至超過60%[26]。有報告指出，世界商品貿(mào)易額的80%以上是通過海運(yùn)實(shí)現(xiàn)的[27]，這一比重凸顯了海上交通的重要性。從遠(yuǎn)古的風(fēng)帆時代至今日的蒸汽動力時代，航海運(yùn)輸依然是大宗貨品最廉價、較方便的運(yùn)輸方式。大宗貨物的集散促進(jìn)了生產(chǎn)和消費(fèi)的發(fā)展，也帶動了集散區(qū)及周邊的經(jīng)濟(jì)，世界較為著名的港口均是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的活躍區(qū)，如阿姆斯特丹、上海和廣州等。

在宋朝至明朝年間，我國的造船業(yè)達(dá)到了歷史發(fā)展上的高峰，從宋朝清明上河圖中的船到明朝的鄭和寶船，我們的造船業(yè)可謂領(lǐng)先于世界。這一時期也是我國海上航運(yùn)的高峰時期，出現(xiàn)了永樂年間鄭和七下西洋的巔峰。鄭和之后，航海業(yè)逐漸沒落，以至產(chǎn)生了清朝的海禁——片帆不得入海。與之相反，西方一直在追尋航海的發(fā)展和新航路的開拓。海上交通業(yè)的發(fā)展帶給人們的不僅僅是世界另一端長什么樣子的好奇，更是帶給了當(dāng)時的探險者和我們無盡的財富：①海上交通業(yè)促進(jìn)了海洋科學(xué)以及其他學(xué)科的發(fā)展。以達(dá)爾文的進(jìn)化論為典型：1831-1836年，達(dá)爾文隨貝格爾號軍艦進(jìn)行環(huán)球考察，隨后編纂完成《貝格爾號航行期內(nèi)的動物志》、《貝格爾號航行期內(nèi)的地質(zhì)學(xué)》，并于1859年發(fā)表《物種起源》。沒有航海的支撐，這些成就是無法完成的。②海上交通業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了技術(shù)革新。正是由于航海發(fā)展的需求，新航路的開辟，人們才不斷地推進(jìn)木質(zhì)帆船向鐵輪船發(fā)展，由蒸汽機(jī)動力向更高新的核動力發(fā)展。此外造船業(yè)的發(fā)展對改進(jìn)工藝、新材料的研發(fā)以及新型動力的使用都有積極的促進(jìn)作用。

21世紀(jì)是海洋的世紀(jì)，也必然是海運(yùn)行業(yè)欣欣向榮的一個世紀(jì)。經(jīng)略海疆、邁向深藍(lán)成為國家發(fā)展的新目標(biāo)，“一帶一路”戰(zhàn)略構(gòu)想的提出，無疑更是加大了對航海業(yè)發(fā)展的要求。我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與航海的聯(lián)系尤為緊密：據(jù)統(tǒng)計，90%以上的對外貿(mào)易是通過沿海港口經(jīng)海洋運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)的，通過海洋運(yùn)輸?shù)耐赓Q(mào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展意義重大[28]。如何由海運(yùn)大國向海運(yùn)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變[29-31]是值得海洋工作者深思的問題。

伴著亞丁灣護(hù)航、“遼寧”艦下水、“蛟龍”號深潛……，我國的大航海時代再次掀開嶄新的一頁。拓展新航道、守衛(wèi)海上經(jīng)濟(jì)命脈成了我國走向海洋的硬技術(shù)支撐，中國航海業(yè)的安全和海外僑民的安全也因此有了更多的保障，近日的也門撤僑，更是彰顯了我國的開放、發(fā)展、自信、和平的姿態(tài)和信心。海上交通業(yè)的發(fā)展需要有強(qiáng)大的海軍力量作為支撐，這一點(diǎn)是各個航海國家和國際公約都加以確信的事實(shí)，從堅船利炮的大航海時代到現(xiàn)今的護(hù)航，從各個船只懸掛國旗到海軍的國際禮節(jié)，無不從側(cè)面彰顯了海上力量對海上交通業(yè)的保障作用。

海洋開發(fā)隨著陸上資源危機(jī)、人口壓力、經(jīng)濟(jì)發(fā)展放緩等因素的影響，日益出現(xiàn)在各國政府的規(guī)劃里，而海洋開發(fā)建設(shè)的繁榮離不開海上交通的發(fā)展，更離不開海上力量的守衛(wèi)，這些需求促進(jìn)著海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和海上力量的建設(shè)。

3 海洋與氣候變化

天氣氣候的變化，尤其是年際及年代際時間尺度的氣候變化，與海洋狀況及其異常(特別是海溫異常)有密切關(guān)系。早在20世紀(jì)80年代開始的國際TOGA(熱帶海洋和全球大氣)計劃已讓人們認(rèn)識到海洋對全球天氣氣候變化的重要作用，其后的CLIVAR(氣候變化及可預(yù)報性研究)計劃和COPES(地球系統(tǒng)的協(xié)同觀測和預(yù)報)計劃更是進(jìn)一步和具體地突出了海洋狀況對氣候變化的重要性。今天，每當(dāng)大家在考慮更長時間尺度氣候變化的時候，誰都會考慮海洋狀況及其異常將起到怎樣的影響。

3.1 各大洋海表溫度(SST)主要模態(tài)對氣候的影響

海洋對天氣氣候的影響，主要是通過海表對大氣的加熱作用，因此海表溫度及其異常成為大家極為關(guān)注的海洋變量。特別是研究發(fā)現(xiàn)赤道東太平洋海溫異常對全球大氣環(huán)流及天氣氣候有重要影響之后，全球各大洋的海溫異常都成為預(yù)測氣候變化所必需考慮的因素，并歸納出一些重要的影響氣候的海溫變化模態(tài)。這里我們簡要介紹各大洋海溫的幾個主要模態(tài)(ENSO，IOD，CPIM，PDO，SIOD，SPDO，NATM)，以及它們對氣候特別是中國氣候的影響。

ENSO模：在考慮海洋對大氣及天氣氣候影響的時候，大家首先考慮到的就是ENSO，因?yàn)樗侨蚰觌H氣候變化的最強(qiáng)信號。關(guān)于ENSO對中國天氣氣候的影響，早已有一系列的研究給出了結(jié)果[32-35]。這里需要特別指出，近些年來科學(xué)研究進(jìn)一步指出，與傳統(tǒng)的ENSO有些不一樣，在赤道中太平洋還存在另一類ENSO，被稱為中部型或日界線型。國外已有不少關(guān)于不同分布型El Nino事件對氣候異常影響的研究，例如有研究指出中部型El Nino對南美、北美西海岸、甚至日本和新西蘭氣候的影響可能會與東部型El Nino的影響完全相反[36-37]；中部型El Nino還會導(dǎo)致美國西部冬季經(jīng)常出現(xiàn)北干南濕的“蹺蹺板”式氣候分布特征，而當(dāng)東部型El Nino發(fā)生時美國西部大部分地區(qū)冬季都以偏濕的氣候特征為主[38]。關(guān)于不同分布型El Nino事件對東亞尤其是對中國氣候異常影響的研究也有一些[39-44]，它們對中國氣候影響與傳統(tǒng)ENSO的差異是十分明顯的。兩類ENSO及其影響仍有不少問題沒有完全搞清楚，值得繼續(xù)深入研究。

IOD模：1997年初夏發(fā)生了一次強(qiáng)El Nino事件，并在全球許多地方引起了較為嚴(yán)重的氣候?yàn)?zāi)害，例如印度尼西亞地區(qū)的干旱及森林大火，南美北部地區(qū)的洪澇等。但1997年夏季印度的平均降雨量為正常，部分地區(qū)略微偏多，東非地區(qū)也明顯多雨。為什么會出現(xiàn)這樣的情況呢？資料分析結(jié)果表明，1997年El Nino期間，赤道印度洋也出現(xiàn)了很強(qiáng)的海溫異常，其SSTA的強(qiáng)度達(dá)2℃以上，為歷史上所少見。根據(jù)海溫距平的分析，Sagi等[45]的研究指出，赤道印度洋SSTA的變化存在一種偶極子型振蕩，即(10°S-10°N，50°-70°E)海區(qū)與(10°S-EQ，90°E-110°E)海區(qū)的平均海溫有反相變化的特征。這種海溫變化特征被稱為IOD(印度洋海溫偶極子)，并認(rèn)為IOD與赤道太平洋的ENSO并非都有關(guān)系。其后Clark等[46]研究了印度洋偶極子與東非沿岸降水變化的關(guān)系，結(jié)果表明東非沿岸10-12月的短雨季降水與同期印度洋偶極指數(shù)有十分明顯的關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)這種關(guān)系有明顯的年代際變化特征。Goddard和Graham[47]的數(shù)值模擬研究也表明了印度洋海溫偶極變化對東非沿岸降水有重要影響。李崇銀和穆明權(quán)[48]通過資料分析研究了印度洋偶極子的變化特征及其氣候影響，結(jié)果表明印度洋海溫偶極子與赤道太平洋的ENSO有很好的負(fù)相關(guān)，并對亞洲季風(fēng)活動，特別是印度季風(fēng)和南海季風(fēng)有重要影響。肖子牛和晏紅明[49-50]的研究也表明了印度洋不同海溫結(jié)構(gòu)和變化在季風(fēng)活動和氣候變化中的作用，其模擬也只給出了類似的試驗(yàn)結(jié)果。

CPIM：深入的研究表明，印度洋偶極子與太平洋ENSO有著密切的聯(lián)系，并且不少人已將赤道西太平洋與赤道東印度洋合在一起稱之為“大暖池”，由于印度尼西亞貫穿流和大氣沃克環(huán)流的影響，印度洋和太平洋海溫的異常的確有緊密相關(guān)。李崇銀、琚建華和楊輝等[51-53]通過對海溫場的經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解，發(fā)現(xiàn)在赤道印度洋到赤道中東太平洋的大范圍海區(qū)的海面溫度存在一個三極型模態(tài)(圖1)，并且這一海溫模態(tài)是相當(dāng)穩(wěn)定的，稱之為CPIM(太平洋-印度洋海溫聯(lián)合模)；比較研究還表明，ENSO模和IOD模與CPIM對中國氣候和印度夏季降水有著顯著的不同影響；用大氣環(huán)流模式進(jìn)行了的數(shù)值模擬試驗(yàn)結(jié)果清楚地表明，熱帶太平洋和印度洋的幾個海溫模的氣候影響差異很明顯。武術(shù)等[54]對海洋上層熱含量的年際變化所作的分析也表明該綜合模也十分明顯。吳海燕等[55]通過對1958-2001年逐月的SODA資料中海表溫度異常、次表層海溫異常進(jìn)行分析，也表明熱帶太平洋-印度洋海溫聯(lián)合模在表層、次表層的表現(xiàn)都很明顯，并且有明顯的年際及年代際變化特征；黎鑫等[56]進(jìn)一步分析研究和確定了溫躍層CPIM的結(jié)構(gòu)和演變特征。

圖1 熱帶太平洋-印度洋海溫聯(lián)合模正位相年夏季的平均SSTA分布形勢

PDO模：是1997年提出的一種太平洋年代際振蕩模，現(xiàn)在已是大家熟知的與年代際氣候變化有密切關(guān)系的海溫模態(tài)。它對東亞地區(qū)氣候的影響雖然已有一些研究[57-59]，但是包括PDO在內(nèi)的北太平洋不同尺度SSTA對東亞(特別是對中國)天氣氣候的影響，及其物理過程和機(jī)理，還需要開展深入的研究。

SIOD模：晏紅明等[60]對1950-1997年印度洋海溫距平場進(jìn)行了EOF分析，發(fā)現(xiàn)其EOF的第二模態(tài)無論是春、夏的東西型，還是秋冬的南北型，載荷的大值區(qū)并不位于赤道印度洋，而是分別位于西南印度洋的中緯度海區(qū)，以及10°—20°S的印度洋東部地區(qū)，并表現(xiàn)出了一種SW—NE向的偶極子型特征。還有人提出在南印度洋的副熱帶存在海溫偶極子事件[61]。其后，賈小龍和李崇銀[62]進(jìn)一步研究了SIOD的演變及其對中國氣候變化的影響，表明SIOD存在明顯年際和年代際變化特征，尤其是年代際變化很顯著；而且對中國氣候變化有明顯影響。

SPDO模：人們在研究北太平洋海溫變化的同時，發(fā)現(xiàn)南太平洋海溫也存在顯著的年代際變化特征。Wang等[63]定義了南太平洋海溫年代際指數(shù)(South Pacific Interdecadal Index)，發(fā)現(xiàn)它具有顯著的年代際變化特征，并且具有從副熱帶東南太平洋向北半球傳播的特征。Shakun和Shaman[64]對20°S以南的南太平洋月平均海表溫度距平場進(jìn)行EOF分解，將得到的第1模態(tài)的時間系數(shù)作為南半球PDO(Southern Hemisphere PDO)指數(shù)，并通過一個一階自回歸模型，發(fā)現(xiàn)南太平洋海溫的年代際變化可能是對ENSO強(qiáng)迫的響應(yīng)。而且他們認(rèn)為PDO和SPDO可能是太平洋年代變化(Pacific Decadal Variability，PDV)分別在北、南太平洋的體現(xiàn)，共同反映了太平洋年代變化對ENSO強(qiáng)迫的響應(yīng)。最近，李剛等[65-68]對SPDO的存在、它與和北太平洋PDO的關(guān)系，以及它對中國氣候變化的影響從資料分析和模式結(jié)果進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，但仍有不少問題有待進(jìn)一步揭示。

NATM：過去大家比較重視NAO(北大西洋濤動)對中國天氣氣候變化的影響，近些年來人們也十分注意北大西洋三極模(NATM)對中國天氣氣候變化的影響。例如，Lu等[69]研究了北大西洋多年代尺度振蕩對東亞夏季風(fēng)的影響；Gu等[70]的研究表明，中國夏季梅雨與NATM有明顯的關(guān)系。但完全搞清楚它們的聯(lián)系和機(jī)理，并應(yīng)用到實(shí)際氣候預(yù)測，還需要深入研究。

3.2 在全球增暖中海洋的作用

以增暖為主要特征的全球變化是當(dāng)前世界各國政府和民眾都十分關(guān)注的問題，而在全球變化中海洋既是受到影響的地球系統(tǒng)，又在全球變化中起著重要作用。也就是說在全球變化中，必須考慮海洋過程及作用。

海平面升高是全球變化對地球環(huán)境的重大影響之一，已有觀測資料的分析表明，過去一個世紀(jì)，全球平均海平面已升高10～25 cm。估計到2100年，全球平均海平面的升高可能將達(dá)50(15～100)cm，這不僅將給小島國家?guī)韲?yán)重威脅，也給各國沿海地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)提出了新挑戰(zhàn)。2009年國家海洋局發(fā)表報告說：近30年我國海平面的上升率為2.6 mm/a，未來30年我國海平面將可能比2009年高80～130 mm。這對我國的島嶼及沿海地區(qū)國土安全都將受到影響，特別是我南沙群島在高潮時有30多個島礁，其高度多在1 m左右，因此需要有堅決措施，才能應(yīng)對全球增暖影響。

大家知道，近百年的全球增暖主要是大氣中二氧化碳含量增加所導(dǎo)致的溫室效應(yīng)引起的，大氣中的碳含量以及地球系統(tǒng)中的碳循環(huán)就是一個特別重要的問題。已有研究表明，在十年到千年的時間尺度上，海洋是最大的動態(tài)的碳存儲容器。在過去的冰期—間冰期中，海洋過程對二氧化碳的垂直分布、存儲和向大氣釋放起了決定性作用。海洋的碳儲量受洋流和生物地球化學(xué)過程的影響而變化，物理過程，主要是海面的風(fēng)，以及不同水層間的混合對于碳的釋放和存儲影響也很大?？傊?，作為地球系統(tǒng)重要碳匯的海洋，以及海洋中的物理和生化過程、海洋與大氣的相互作用等，都對全球變化有著重要的影響。

全球水循環(huán)對于全球變化，特別是氣候變化和天氣氣候?yàn)?zāi)害的發(fā)生有重要作用。而海洋面積為地球表面積的2/3多，全球水的基本來源在海洋，海洋環(huán)境狀況及過程對于全球水循環(huán)也就起著極其重要的作用。在水循環(huán)中一個重要的、大家都在研究的問題，即水汽—云輻射—?dú)夂蚍答仯Ｑ蠹捌溥^程在其中有什么重要作用更是需要盡量搞清楚的問題。

地球氣候及氣候變化，都與地球表面熱量的不均勻分布有關(guān)。地球氣候系統(tǒng)的熱量輸送，對于維持氣候系統(tǒng)及其變化有重要作用。海洋由于其面積大，海水的熱容量又比較大，海洋對全球的熱量輸送就有十分重要的作用。因此，海洋通過熱量輸送影響全球氣候及其變化，也是十分值得重視的問題。

總之，作為地球氣候系統(tǒng)重要部分的海洋，在全球增暖、全球氣候變化中起著極為重要的作用，因此需要我們深入研究。

4 海洋與軍事

掌握海洋環(huán)境特征是高效展開軍事/非戰(zhàn)爭軍事行動的先決條件，能夠熟練掌握、運(yùn)用海洋環(huán)境特征，就等同于在未來海戰(zhàn)中占據(jù)“地利”優(yōu)勢。水文氣象條件也歷來是重大戰(zhàn)事獲勝的保證，從冷兵器時代的“草船借箭”、孔明借東風(fēng)，到“二戰(zhàn)”時期德軍受到大雪嚴(yán)寒天氣影響導(dǎo)致在莫斯科保衛(wèi)戰(zhàn)中失利；從4700年前的“涿鹿之戰(zhàn)”，到諾曼底登陸、仁川登陸、越戰(zhàn)中泥濘的“胡志明小道”……，無一不展現(xiàn)著氣象水文條件在戰(zhàn)爭中愈發(fā)重要的地位。在信息化時代，軍事氣象水文環(huán)境條件在軍事活動及戰(zhàn)爭行動中的需求和作用越來越顯得重要。武器裝備的發(fā)展越來越先進(jìn)、越來越復(fù)雜，它們的科技含量也越來越高，武器裝備本身及其效力的發(fā)揮與氣象水文條件的關(guān)系愈發(fā)緊密[71]。美軍在每次重大軍事行動前，會非常重視收集、整理目標(biāo)區(qū)域的水文氣象特征。

惡劣的海洋環(huán)境對軍事/非戰(zhàn)爭軍事行動存在嚴(yán)重威脅，甚至帶來災(zāi)難性后果。1944年12月，美國第三艦隊在菲律賓中部的民都洛島附近集結(jié)，準(zhǔn)備進(jìn)攻日軍占領(lǐng)的呂宋島，但是由于對臺風(fēng)的位置、路徑把握不準(zhǔn)確，遭到臺風(fēng)侵襲，直接導(dǎo)致3艘驅(qū)逐艦沉沒，2艘航空母艦嚴(yán)重受損，146架艦載機(jī)被拋入大海，近800人非戰(zhàn)斗減員。1969年美國“長尾鯊”號核潛艇可能受到內(nèi)波的影響而失事。1982年的馬島戰(zhàn)爭中，英軍乘狂濤大雨奪回馬島，但是由于風(fēng)浪大、能見度差，英軍1架直升機(jī)墜毀，21人喪生。1999年8月，臺灣空軍3架飛機(jī)遭遇惡劣海況而撞擊海面，其中含兩架高性能的F-16戰(zhàn)斗機(jī)。

傳統(tǒng)的遇到臺風(fēng)浪、冷空氣大浪之類的危險天氣，多是以規(guī)避為主。但是，如果能深入把握海洋環(huán)境特征，同樣可以為軍事服務(wù)。我們推崇：扭轉(zhuǎn)以防災(zāi)減災(zāi)為主的傳統(tǒng)觀念，將危險天氣作為掩護(hù)，化弊為例，構(gòu)建“危險天氣戰(zhàn)法”，將達(dá)到出其不意的攻擊效果，有效提升戰(zhàn)斗力[72]。據(jù)估計：一個強(qiáng)雷暴系統(tǒng)所具有的能量相當(dāng)于一枚250萬噸當(dāng)量的核彈；一個弱小氣旋的平均能量差不多等于一顆100萬噸級氫彈爆炸的能量；一次中等強(qiáng)度的臺風(fēng)從海洋吸收的能量相當(dāng)于10億噸 TNT炸藥的當(dāng)量[73-75]。雖然現(xiàn)有的氣象武器雖在技術(shù)上還無法把如此巨大的能量全部用于戰(zhàn)爭，但即便是局部利用它，將其作為一種進(jìn)攻性的要素，必將達(dá)到出其不意的攻擊效果。“二戰(zhàn)”初期，德軍潛艇利用英國沿海潮流的變化，潛入英國海軍基地佛羅港，擊沉近3萬噸級的英國旗艦“皇家橡樹”號后安全返航。美軍利用仁川巨大潮差，出其不意地成功登陸。2000年，俄羅斯蘇-27戰(zhàn)機(jī)和蘇-24MR偵察機(jī)利用大氣波導(dǎo)現(xiàn)象形成的電磁盲區(qū)，兩次成功突防美軍“小鷹”號航空母艦，并對“小鷹”號進(jìn)行多次偵察拍照，而美國的警戒雷達(dá)沒能及時偵測到俄蘇-27戰(zhàn)機(jī)。

海洋環(huán)境猶如一把雙刃劍。例如，巨涌引起的中垂、中拱現(xiàn)象，會給艦船帶來致命損傷[76-77]；而涌浪具有能量大、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，如果能掌握其特征，建立水下海浪發(fā)電站，可以隱蔽地為潛艇等水下航行器充電，大大較少被敵發(fā)現(xiàn)的概率[78-79]。又如，大風(fēng)浪會給航海、武器作戰(zhàn)效能造成嚴(yán)重影響；通過精確計算，導(dǎo)彈、艦載機(jī)等可以將大風(fēng)浪為掩護(hù)(敵方雷達(dá)易將我誤判為海浪雜波)，掠海飛行，可以達(dá)到出其不意的攻擊效果[80]。再如，潮汐潮流會影響潛艇的航行；如果把握得當(dāng)，潛艇可利用潮汐通過敵布設(shè)雷區(qū)和反潛障礙網(wǎng)，利用深層流進(jìn)行漂航可以增強(qiáng)其隱蔽性……又如浮空武器、漂雷等等，無疑都是有效利用自然環(huán)境的典型。

5 展望

經(jīng)略海疆，邁向深藍(lán)已成為國家發(fā)展的新目標(biāo)。“一帶一路”、“亞投行”、“非洲援建”、“協(xié)助多國撤僑”、“亞丁灣護(hù)航”………，處處彰顯我國延續(xù)和平與發(fā)展主題、為整個人類社會謀福祉的負(fù)責(zé)任大國風(fēng)范[81-82]?！?1世紀(jì)海上絲綢之路”戰(zhàn)略構(gòu)想的提出，更是開啟了人類社會合作、互助、共贏的新篇章，給我國乃至全球都帶來了發(fā)展機(jī)遇。海洋、經(jīng)濟(jì)、航運(yùn)、氣候變化、軍事，幾者之間已然緊密聯(lián)系、相互影響、密不可分，合理、高效開發(fā)利用海洋資源，方可促進(jìn)人類社會的和諧、可持續(xù)發(fā)展。如何由海洋大國向海洋強(qiáng)國挺進(jìn)？整體來看需要做好以下幾個方面[83]：①經(jīng)濟(jì)發(fā)展與海洋環(huán)境相協(xié)調(diào)；②構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系；③科學(xué)利用海洋能；④適度、科學(xué)開發(fā)利用海島；⑤增強(qiáng)海洋意識，提高環(huán)保意識，加強(qiáng)環(huán)保立法、執(zhí)法；⑥尊重自然規(guī)律、適應(yīng)和利用有限的自然；⑦重視海洋環(huán)境的科學(xué)研究。

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1005-9857(2015)09-0004-09