影響青島地區(qū)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(qū)逐日降水、相對濕度、日照時(shí)數(shù)和大霧觀測資料以及2008—2010年5～9月黃海區(qū)域逐日海溫資料，獲取滸苔發(fā)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(yù)測方法。結(jié)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(guān)，滸苔旺盛階段之前的天氣特點(diǎn)明顯，在連續(xù)的陰雨或雨霧共同出現(xiàn)后，天氣轉(zhuǎn)好，相對濕度驟降、日照時(shí)數(shù)明顯增加，滸苔進(jìn)入面積最大的旺盛階段。滸苔出現(xiàn)初期，在長江入?？谝詵|略北的海域（32～33°N，123～125°E）附近存在冷水中心。滸苔爆發(fā)初期，江蘇鹽城以東的海域（34°N，122°E）附近會再出現(xiàn)一個(gè)冷水中心，強(qiáng)度與東南邊的另一冷水中心相近。當(dāng)兩個(gè)冷水中心的形勢維持和加強(qiáng)時(shí)，滸苔的覆蓋面積進(jìn)一步擴(kuò)大，達(dá)到旺盛期。冷水中心強(qiáng)（溫度較低），滸苔的面積大；強(qiáng)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(shí)，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(gè)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(shí)，滸苔逐漸消亡。

關(guān)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(xiàn)標(biāo)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(fā)生，尤其是2008年以來，滸苔的爆發(fā)規(guī)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(nèi)許多學(xué)者從海洋環(huán)境角度出發(fā)，對滸苔的生長環(huán)境、生命史、發(fā)展和移動方向等方面進(jìn)行了分析[1-11]。張?zhí)K平等[12]分析了2008年海上風(fēng)場、降水、云中液態(tài)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(jié)果表明前期降水的明顯增多與滸苔爆發(fā)有密切關(guān)系，降水過后海水中營養(yǎng)鹽類充足，日照比較充足，光合作用強(qiáng)，有利于海上滸苔迅速繁殖；SST變化對滸苔爆發(fā)的影響不顯著。徐珊珊等[14]分析了溫度和風(fēng)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(wèi)星遙感監(jiān)測信息和海面風(fēng)場資料，表明滸苔的發(fā)生與海洋環(huán)境及降水、光照等水文氣象條件有關(guān)；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(fā)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(yīng)出大氣環(huán)流的變化，本文從天氣現(xiàn)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(shí)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(yù)測滸苔的發(fā)展規(guī)模和移動軌跡，特別是預(yù)報(bào)預(yù)測方面能提供簡單好用的參考依據(jù)，以便更加有效地采取措施應(yīng)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(gè)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(shí)數(shù)和大霧觀測資料。

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

根據(jù)2008—2010年的遙感監(jiān)測圖片信息以及網(wǎng)絡(luò)上的相關(guān)報(bào)道，確定3年滸苔發(fā)展范圍各時(shí)期的大致起始時(shí)間，如表1所示。3年滸苔覆蓋面積最大時(shí)，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(jīng)到達(dá)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(fā)生發(fā)展與氣象條件和水溫環(huán)境密切相關(guān)，對比分析2008—2010年每年的滸苔發(fā)生發(fā)展各階段的逐日氣象要素、天氣現(xiàn)象和海溫情況，找出在滸苔發(fā)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(gè)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(shí)數(shù)的情況（圖2），可以看出，在滸苔出現(xiàn)之前，5月11～13日，連續(xù)3天有降水，其中在11日四個(gè)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(xiàn)；之后又是連續(xù)3天的降雨，并伴隨著的2天大霧，使得這3天的日照時(shí)數(shù)趨于最低。5月19日相對濕度驟降，日照增多，滸苔小規(guī)模出現(xiàn)，面積為17km2。5月23～28日青島連續(xù)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(guī)模爆發(fā)，衛(wèi)星遙感監(jiān)測青島近海滸苔面積為630 km2。進(jìn)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(shí)數(shù)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(xù)的陰雨和大霧天氣，24日天氣轉(zhuǎn)好，日照增多到7 h以上，相對濕度下降，衛(wèi)星遙感監(jiān)測到在6月25日滸苔覆蓋面積達(dá)到最大700 km2。從2008年5月15日滸苔出現(xiàn)到7月上旬滸苔消亡之前，也就是在滸苔整個(gè)影響期間，有29天大霧，霧多且連續(xù)，其中從滸苔出現(xiàn)到爆發(fā)共11天，有8天大霧，尤其是爆發(fā)之前，連續(xù)6天大霧天氣；從爆發(fā)到旺盛階段共25天，有12天大霧，達(dá)到旺盛階段之前又有連續(xù)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(gè)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(xiàn)情況以及三天滑動平均日照時(shí)數(shù)，從圖中可以看出2009年5月11～12日有降水，11日四個(gè)站的平均降水量超過10mm，達(dá)到中雨量級，5月15日滸苔出現(xiàn)，14～16日的日照時(shí)數(shù)較少；與2008年不同的是2009年在滸苔小規(guī)模出現(xiàn)也就是5月31日之前的一個(gè)星期，青島沿海沒有降水，相對濕度驟降，日照時(shí)數(shù)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(xù)的陰雨和大霧天氣，6月20日出現(xiàn)中雨，相對濕度下降，滸苔爆發(fā)，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(dá)到最大390 km2。達(dá)到爆發(fā)階段之前出現(xiàn)了連續(xù)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(xù)降水過程中，17日四個(gè)站的平均降水量接近大雨量級，同時(shí)滸苔出現(xiàn)；其后的10天里，雖然也有降水，但日照時(shí)數(shù)較多，28日到30日出現(xiàn)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(guī)模出現(xiàn)。進(jìn)入6月后，中旬的日照時(shí)數(shù)較少，尤其是15～19日連續(xù)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(shí)光照增多，滸苔大規(guī)模爆發(fā)，覆蓋面積為320 km2；滸苔達(dá)到旺盛之前的6月底7月初，還是多雨霧天氣，日照時(shí)數(shù)少，7月3日開始日照明顯增多，4日滸苔的面積達(dá)到最大500 km2。在爆發(fā)階段之前也出現(xiàn)了連續(xù)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(jié)

綜合分析2008—2010年滸苔從出現(xiàn)到爆發(fā)各階段的氣象要素變化特征和天氣現(xiàn)象，結(jié)果有以下共同特點(diǎn)：在滸苔出現(xiàn)之前，青島沿海均出現(xiàn)中雨以上量級的降水。在2008年和2010年，滸苔小規(guī)模出現(xiàn)之前有明顯的降水過程，而2009年沒有。3年中，在滸苔大規(guī)模爆發(fā)之前，青島地區(qū)均有連續(xù)的大霧天氣出現(xiàn)，2008年連續(xù)6天大霧、2009年連續(xù)5天大霧、2010年也是連續(xù)4天的大霧天氣。滸苔進(jìn)入旺盛階段之前的天氣特點(diǎn)也比較明顯，在連續(xù)的陰雨或雨霧共同出現(xiàn)后，天氣轉(zhuǎn)好時(shí)，日照時(shí)數(shù)明顯增加，之后滸苔進(jìn)入面積最大的旺盛階段。

2008年滸苔從爆發(fā)階段到旺盛階段持續(xù)了25天，期間雨霧天氣多，日照時(shí)數(shù)少，滸苔面積在3年中最大；2009年滸苔從爆發(fā)階段后5天就進(jìn)入了旺盛階段，發(fā)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(fā)階段到旺盛階段共持續(xù)了半個(gè)月時(shí)間，在前期日平均日照時(shí)數(shù)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(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，連續(xù)的雨霧天氣下高濕寡照之后，相對濕度驟降，同時(shí)日照時(shí)數(shù)明顯增加時(shí)，有利于滸苔的大量繁殖，數(shù)量和面積劇增；且滸苔的各階段發(fā)展時(shí)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(huán)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(fā)現(xiàn)在滸苔出現(xiàn)初期，即黃海海域監(jiān)測到小規(guī)模滸苔時(shí)，3年的共同特點(diǎn)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(gè)小的冷水中心（南中心）。爆發(fā)初期，江蘇鹽城以東的海域（34°N，122°E）附近會再出現(xiàn)一個(gè)冷水中心（北中心），強(qiáng)度與東南邊的另一冷水中心相近。當(dāng)兩個(gè)冷水中心的形勢維持和加強(qiáng)時(shí)，滸苔的覆蓋面積進(jìn)一步擴(kuò)大，達(dá)到旺盛期。三年中，兩個(gè)冷水中心比較強(qiáng)（溫度較低）時(shí)，滸苔的面積較大（2008年和2010年）；強(qiáng)度弱（溫度較高）時(shí)，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(shí)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(xù)時(shí)間與滸苔的旺盛階段對應(yīng)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(fā)現(xiàn)，滸苔出現(xiàn)時(shí)，青島沿海的海溫都已經(jīng)升到了15℃以上；滸苔大規(guī)模發(fā)展的時(shí)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(shí)段對應(yīng)較好。

綜合黃海海域海表溫度的分析結(jié)果，當(dāng)黃海海域南北兩個(gè)冷水中心的格局被打破，轉(zhuǎn)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(shí)，滸苔開始消亡，覆蓋面積逐漸減小消失。

4 結(jié)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(fā)現(xiàn)氣象要素和海溫與滸苔發(fā)展階段的對應(yīng)關(guān)系，為今后滸苔發(fā)展階段的預(yù)測提供可預(yù)報(bào)的因素，但相互之間的有些作用機(jī)制還有待資料延長樣本增多后繼續(xù)進(jìn)一步分析。主要結(jié)論如下。

（1）雨霧天氣與滸苔的繁殖覆蓋面積有關(guān)，在連續(xù)的雨霧天氣過后，相對濕度驟降，同時(shí)日照時(shí)數(shù)明顯增加時(shí)，有利于滸苔的大量繁殖，數(shù)量和面積劇增。滸苔的各階段發(fā)展時(shí)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(shí)，有利于滸苔的生長的大量繁殖；滸苔大規(guī)模發(fā)展的時(shí)期，青島沿海的海表溫度在18～25℃之間。

（3）青島海域的滸苔發(fā)展的各階段，江蘇以東海域的海表溫度均維持南北兩個(gè)冷水中心的形勢，雙中心形勢明顯且較強(qiáng)時(shí)，滸苔的發(fā)展比較旺盛，覆蓋面積較大；南北兩個(gè)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(shí)，滸苔面積減小、逐漸消亡。

由于樣本個(gè)例的限制，該文研究的內(nèi)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。

參考文獻(xiàn)

[1] 王建偉，閻斌倫，林阿朋，等.滸苔（Enteromorphan prolifera）生長及孢子釋放的生態(tài)因子研究[J].海洋通報(bào)，2007，26（2）：60-65.

[2] 王曉坤，馬家海，葉道才，等.滸苔（Enteromorpha prolifera）生活史的初步研究[J].海洋通報(bào)，2007，26（5）：112-116.

[3] 張曉雯，毛玉澤，序志猛，等.黃海滸苔綠潮的形態(tài)學(xué)觀察及分子鑒定[J].中國水產(chǎn)科學(xué)，2008，15（5）：822-829.

[4] 李大秋，賀雙顏，楊倩，等.青島海域滸苔來源與外海分布特征研究[J].環(huán)境保護(hù)，2008，450（16）：45-46.

[5] Hu C M，H e M X.Origin and offshore extent of floating algae in Olympic sailing area[J].EOS Trans AGU，2008，89（33）：302-303.

[6] 梁宗英，林祥志，馬牧，等.滸苔漂流聚集綠潮現(xiàn)象的初步分析[J].中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，38（4）：601-604.

[7] 夏斌，馬紹賽，崔毅，等.黃海綠潮（滸苔）暴發(fā)區(qū)溫鹽、溶解氧和營養(yǎng)鹽的分布特征及其與綠潮發(fā)生的關(guān)系[J].漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展，2009，30（5）：94-101.

[8] 喬方利，馬德毅，朱明遠(yuǎn)，等.2008年黃海滸苔爆發(fā)的基本狀況與科學(xué)應(yīng)對措施[J].海洋科學(xué)進(jìn)展，2008，26（3）：409-410.

[9] 徐兆禮，葉屬峰，徐韌.2008年中國滸苔災(zāi)害成因條件和過程推測[J].水產(chǎn)學(xué)報(bào)，2009，33（3）：430-437.

[10] 喬方利，王關(guān)鎖，呂新剛，等.2008與2010年黃海滸苔漂移輸運(yùn)特征對比[J]. 科學(xué)通報(bào)，2011，56（18）：1470-1476.

[11] 李燕，李云，劉欽政.滸苔漂移軌跡預(yù)報(bào)系統(tǒng)[J].海洋預(yù)報(bào)，2010，27（4）：74-78.

[12] 張?zhí)K平，劉應(yīng)辰，張廣泉，等.基于遙感資料的2008年黃海綠潮滸苔水文氣象條件分析[J].中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，39（5）：870-876.

[13] 衣立，張?zhí)K平，殷玉齊.2009年黃海綠潮滸苔爆發(fā)與漂移的水文氣象環(huán)境[J].中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，40（10）：15-23.

[14] 徐珊珊.2008年黃海滸苔事件期間的物理要素特征[D].青島：中國海洋大學(xué)，2010.

[15] 李德萍，楊育強(qiáng)，董海鷹，等.2008年青島海域滸苔大爆發(fā)天氣特征及成因分析[J]，中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，39（6）：1165-1170.