渤海海冰的年際和年代際變化特征與機(jī)理

鄭冬梅，王志斌，張書穎，許鵬，周志強(qiáng)

(1. 遼寧省海洋環(huán)境預(yù)報(bào)與防災(zāi)減災(zāi)中心，遼寧 沈陽 110001)

渤海海冰的年際和年代際變化特征與機(jī)理

鄭冬梅1，王志斌1，張書穎1，許鵬1，周志強(qiáng)1

(1. 遼寧省海洋環(huán)境預(yù)報(bào)與防災(zāi)減災(zāi)中心，遼寧 沈陽 110001)

根據(jù)1951-2013年間的渤海冰情等級(jí)資料，利用最大熵譜分析、相關(guān)分析和合成分析等方法，研究了渤海冰情等級(jí)的年際和年代際變化特征，探討了局地氣候、大氣環(huán)流、ENSO(El Nio-Southern Oscillation)和太平洋年代際振蕩(PDO)對(duì)海冰的影響。結(jié)果表明，渤海海冰具有明顯的年際和年代際變化特征，并在1972年前后發(fā)生了一次由重到輕的氣候躍變，在躍變后冰情較躍變前平均降低了0.7級(jí)。相關(guān)分析與合成分析結(jié)果顯示，渤海冰情的年際變化除受局地氣候的影響外，還受西太平洋副熱帶高壓(副高)、極渦和歐亞環(huán)流的共同調(diào)控，特別在1972年以后，秋季副高、冬季歐亞和亞洲緯向環(huán)流對(duì)渤海冰情的年際變化均有重要影響，可作為渤海海冰預(yù)報(bào)的重要因子，而春季PDO、ENSO、冬季副高及歐亞和亞洲經(jīng)向環(huán)流則是渤海冰情年代際變化的影響因素。

渤海；海冰；年際變化；年代際變化

1 引言

我國(guó)在冬季易結(jié)冰的海域主要包括渤海和黃海北部。其中，渤海由于其獨(dú)特的地理環(huán)境，海冰最為嚴(yán)重。渤海是典型的內(nèi)陸淺海，平均水深為18 m，熱容量較小，鹽度較低(27～31)，因而冰點(diǎn)相對(duì)較高(-1.7～-1.4℃)[1]。冬季，在寒潮的頻繁侵襲下，渤海的熱量損耗極大，水溫迅速降低，進(jìn)而結(jié)冰。渤海是地球上冬季結(jié)冰緯度最低的海區(qū)之一，每年都有不同程度的結(jié)冰現(xiàn)象，結(jié)冰期約3個(gè)多月(12月—翌年3月)。渤海海冰災(zāi)害為我國(guó)的海洋災(zāi)害之一，對(duì)海上運(yùn)輸、油氣勘探和生產(chǎn)等活動(dòng)均有不同程度的影響，即使在冰情較輕的年份，海冰依然在某些海區(qū)形成災(zāi)害。因此，渤海海冰已引起了我國(guó)海洋和大氣科學(xué)家的重視與關(guān)注，并對(duì)海冰的變化特征、形成原因和預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了較多研究[2—12]，得到了一些有益的研究成果。但應(yīng)指出的是，關(guān)于渤海海冰年際和年代際變化特征與機(jī)理方面的研究仍較少，而且還存在著一些不同的觀點(diǎn)。例如，劉欽政等[6]利用信噪比方法分析指出，渤海冰情在1972年前后發(fā)生了一次顯著的年代際轉(zhuǎn)折，而劉煜等[12]則將1980年視為渤海和黃海北部冰情年代際轉(zhuǎn)折的年份，并指出后30 a的冰級(jí)較前30 a下降了0.6級(jí)；白珊等[5]指出，渤海和黃海北部冰情的年際變化與ENSO有關(guān)，而張?jiān)萍萚9]卻認(rèn)為，ENSO并不是渤海冰情變化的原因。還應(yīng)指出的是，雖然人們普遍認(rèn)為大氣環(huán)流對(duì)渤海冰情有重要影響，但其具體的影響過程迄今仍不十分清楚，特別在海冰發(fā)生年代際轉(zhuǎn)折前后，大氣環(huán)流的影響有何不同？而且，海冰的年代際變化究竟是由哪些因素引起的？這些科學(xué)問題亟待深入研究。很顯然，深入開展渤海海冰年際和年代際變化特征與機(jī)理研究不僅具有重要的科學(xué)意義，而且還有明顯的實(shí)際意義。本文擬利用近63 a的渤海冰情等級(jí)資料，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，分析渤海冰情等級(jí)的年際和年代際變化特征，并分別研究局地氣候、大氣環(huán)流、ENSO、PDO等對(duì)海冰年際和年代際變化的影響，探討渤海冰情的年際和年代際變化機(jī)理，以期為我國(guó)海冰的中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)提供科學(xué)依據(jù)。

2 資料與分析方法

2.1 資料

本文所用的資料主要有：國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心提供的1950/51—2012/13年間的渤海冰情等級(jí)資料；國(guó)家氣候中心提供的1951—2012年間的月平均氣溫和1951—2013年間的74項(xiàng)大氣環(huán)流指數(shù)；美國(guó)海洋與大氣管理局(NOAA)地球系統(tǒng)研究實(shí)驗(yàn)室(ESRL)提供的1950—2013年間的月平均ENSO指數(shù)；500 hPa高度場(chǎng)和850 hPa風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)均來自于美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心(NCEP)的再分析資料；太平洋年代際振蕩(PDO)指數(shù)從http://jisao.washington.edu/pdo/PDO.latest下載獲得。

2.2 分析方法

最大熵譜分析法在周期分析中表現(xiàn)出公認(rèn)的優(yōu)良特性，在對(duì)時(shí)間序列未作任何假定下，便能得到連續(xù)譜分布，對(duì)時(shí)間序列中的周期信號(hào)具有較高的分辨力，而且它非常適用于取樣個(gè)數(shù)較少的時(shí)間序列。因此，本文選用最大熵譜分析法估計(jì)渤海冰情等級(jí)的年際和年代際變化主周期，并運(yùn)用相關(guān)、合成等分析方法研究渤海冰情的年際和年代際變化機(jī)理。

3 渤海海冰的年際變化

渤海每年秋末冬初開始結(jié)冰，翌年春天融冰，冰期長(zhǎng)達(dá)3個(gè)多月。渤海冰情等級(jí)是根據(jù)每年冬季(12月-翌年3月)渤海海冰范圍、厚度等指標(biāo)綜合確定的，它反映了渤海海冰的冰情。冰情等級(jí)共分為5級(jí)：1級(jí)為輕冰年，2級(jí)為偏輕冰年，3級(jí)為常冰年，4級(jí)為偏重冰年，5級(jí)為重冰年。圖1為1950/51—2012/13年間渤海冰情等級(jí)的年際和年代際變化?？梢钥吹剑澈１榈燃?jí)具有明顯的年際變化特征。其中在1952/53、1955/56、1956/57、1967/68、1968/69、1976/77、2000/01和2009/10年冰情較重，均在4.0級(jí)以上，而在1953/54、1972/73、1974/75、1975/76、1988/89、1992/93、1994/95、1998/99、2001/02和2006/07年冰情較輕，均在2.0級(jí)以下。最大熵譜分析表明(圖2)，冰情等級(jí)的主周期分別為2.6 a、4.0 a、5.8 a、6.8 a和11.0 a。很顯然，渤海海冰不僅具有2～7 a的年際變化周期，而且還存在著11 a的年代際變化周期。這與白珊等[5]和李劍等[7]的結(jié)果較為一致。

圖1 渤海冰情等級(jí)的年際(實(shí)線)和年代際變化(虛線)Fig.1 The interannual (solid line) and interdecadal (dashed line) variations of the Bohai Sea ice grade

圖2 渤海冰情等級(jí)的最大熵譜圖Fig.2 The maximum-entropy spectrum for the sea ice grade in the Bohai Sea

4 渤海海冰的年代際變化

Zhang等[13]曾利用5 a滑動(dòng)平均濾波技術(shù)分析了東海黑潮熱輸送的年代際變化。本文也利用這一技術(shù)來探討渤海冰清的年代際變化。圖1中的虛線為經(jīng)過5 a滑動(dòng)平均濾波后的渤海冰情等級(jí)的年代際變化?？梢钥闯?，冰情等級(jí)的年代際變化較為明顯。其中，在20世紀(jì)70年代初期以前，冰情等級(jí)圍繞3級(jí)冰情線振蕩，而且偏重冰年較多，即渤海處于冰情偏重時(shí)期，而在70年代初期之后，冰情等級(jí)大都在3級(jí)冰情線以下，即渤海處于冰情偏輕時(shí)期。那么，渤海海冰是否還存在著年代際轉(zhuǎn)折(即氣候躍變)？為此，本文運(yùn)用10 a滑動(dòng)平均的t檢驗(yàn)法，對(duì)渤海冰情等級(jí)時(shí)間序列進(jìn)行了診斷分析。結(jié)果表明，1972年(即1971/72年)的t統(tǒng)計(jì)值最大，為2.814，超過了信度為0.01的顯著性(t臨界值為2.656)檢驗(yàn)。因此可以認(rèn)為，渤海冰情等級(jí)在1972年前后經(jīng)歷了一次由重到輕的氣候躍變，這與劉欽政等[6]利用信噪比方法得到的結(jié)果完全一致。在躍變前的22 a(1950/51—1971/72年)間，渤海冰情等級(jí)的平均值為3.1級(jí)，而在躍變后的41 a(1972/73—2012/13年)間則為2.4級(jí)，平均降低了0.7級(jí)，與劉煜等[12]的結(jié)果略微不同，這可能與所用的氣候轉(zhuǎn)折年份不同有關(guān)。對(duì)經(jīng)5 a滑動(dòng)平均濾波后的冰情等級(jí)序列進(jìn)行最大熵譜分析得出，渤海冰情等級(jí)的主周期為11 a，與太陽黑子的活動(dòng)周期相近[9]。

綜上所述，渤海冰情等級(jí)存在著顯著的年際和年代際變化，并在1972年前后經(jīng)歷了一次由重到輕的氣候躍變。那么，渤海海冰的年際和年代際變化究竟是由哪些要素引起的，其影響過程如何？為此，下面分別探討渤海海冰的年際和年代際變化機(jī)理。

5 渤海海冰的年際變化機(jī)理

5.1 局地氣候?qū)１挠绊?/p>

已有研究表明，局地氣候(以大連和營(yíng)口站的氣溫為氣候指數(shù))對(duì)渤海海冰的年際變化有重要影響[5，12]。但應(yīng)指出的是，大連和營(yíng)口站分別位于渤海的東南部和東北部，其代表性可能存在著一定的局限性。因此，本文選用大連、營(yíng)口、天津和濰坊4個(gè)臺(tái)站的氣溫作為渤海地區(qū)氣候指數(shù)來進(jìn)一步分析局地氣候?qū)１挠绊?。時(shí)滯相關(guān)分析表明，冬季(1月和2月)4個(gè)臺(tái)站的氣溫與渤海冰情等級(jí)均存在著較密切的負(fù)相關(guān)(表1)，其相關(guān)系數(shù)都通過了0.001的信度檢驗(yàn)。這說明大連、營(yíng)口、天津和濰坊站的氣溫對(duì)渤海海冰的生成和發(fā)展均有重要影響。當(dāng)這些站的氣溫偏低時(shí)，渤海冰情將偏重；反之則偏輕。可是，局地氣候的變化在很大程度上要受到大氣環(huán)流的調(diào)控。因此，下面具體分析大氣環(huán)流對(duì)渤海海冰的影響過程。

5.2 大氣環(huán)流對(duì)海冰的影響

從1951-2013年間的74項(xiàng)大氣環(huán)流指數(shù)中選取對(duì)渤海冬季氣溫有重要影響的環(huán)流指數(shù)，并分別對(duì)其按季平均，從而得到各年春(3-5月)、夏(6-8月)、秋(9-11月)、冬(12-翌年2月)4個(gè)季節(jié)的平均值。然后，分別用這些時(shí)間序列與渤海冰情等級(jí)指數(shù)進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果列于表2?？梢钥吹?，冬季西太平洋副熱帶高壓(簡(jiǎn)稱副高，下同)、亞洲區(qū)極渦面積指數(shù)、北半球極渦指數(shù)以及歐亞和亞洲緯向環(huán)流指數(shù)與渤海海冰的相關(guān)關(guān)系都比較密切。其中，副高面積、強(qiáng)度和北界指數(shù)與海冰間均存在著顯著的負(fù)相關(guān)，而副高西伸脊點(diǎn)指數(shù)則與海冰間存在著顯著的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)都達(dá)到了0.001(r=0.41)的信度檢驗(yàn)；亞洲區(qū)和北半球極渦面積指數(shù)與海冰間均存在著較密切的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)也都超過了0.001的信度檢驗(yàn)；亞歐和亞洲緯向環(huán)流與海冰間均有顯著的負(fù)相關(guān)，特別是歐亞緯向環(huán)流與海冰間的關(guān)系尤為密切，其相關(guān)系數(shù)為-0.57，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了0.001的信度檢驗(yàn)。由此可見，副高、極渦和緯向環(huán)流對(duì)渤海海冰皆有重要影響，但它們的作用有所不同。具體講來，當(dāng)冬季副高面積較常年偏大(小)、強(qiáng)度偏強(qiáng)(弱)、位置偏北(南)偏西(東)以及亞歐和亞洲緯向環(huán)流較強(qiáng)(弱)時(shí)，渤海冰情較常年偏輕(重)；而當(dāng)冬季亞洲區(qū)和北半球極渦面積都偏大(小)時(shí)，渤海冰情較常年偏重(輕)。

表1 渤海冰情等級(jí)與局地氣溫的相關(guān)系數(shù)

表2 大氣環(huán)流指數(shù)與渤海冰情等級(jí)的相關(guān)系數(shù)

續(xù)表2

為了進(jìn)一步了解大氣環(huán)流對(duì)渤海海冰的影響過程，下面對(duì)海冰偏重年(1952/53、1955/56、1956/57、1967/68、1968/69、1976/77、2000/01、2009/10年，冰情等級(jí)4.0)和偏輕年(1953/54、1972/73、1974/75、1975/76、1988/89、1991/92、1994/95、1998/99、2001/02、2006/07年，冰情等級(jí)小于2.0)冬季500 hPa高度場(chǎng)進(jìn)行合成分析，結(jié)果如圖3所示。而且，圖中還給出了偏重冰年與偏輕冰年間的500 hPa高度場(chǎng)之差(圖3c)。對(duì)比圖3a和圖3b可以發(fā)現(xiàn)，在偏重冰年的冬季，極渦面積較大，而副高面積偏小，強(qiáng)度偏弱，位置偏南偏東；與之相反，在偏輕冰年的冬季，極渦面積較小，而副高面積較大，強(qiáng)度較強(qiáng)，位置偏北偏西。此外，從圖3c可以清晰地看到，極渦區(qū)呈現(xiàn)為正值，而中緯度地區(qū)則為呈緯向分布的負(fù)值帶。這進(jìn)一步說明，在偏重(輕)冰年的冬季，極渦面積偏大(小)，副高面積偏小(大)，強(qiáng)度偏弱(強(qiáng))，位置偏南(北)偏東(西)，中緯度地區(qū)高度場(chǎng)異常偏低(高)。這與相關(guān)分析得到的結(jié)果相一致。

圖3 冬季偏重冰年和偏輕冰年的500 hPa高度場(chǎng)合成Fig.3 The distributions of the composite 500 hPa height field during heavy years and light years of the sea ice grade

高空大氣環(huán)流的演變必然會(huì)引起低空風(fēng)場(chǎng)的改變。那么，風(fēng)場(chǎng)對(duì)渤海海冰有何影響？為此，本文分別對(duì)偏重冰年和偏輕冰年冬季850 hPa風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行了合成分析，結(jié)果如圖4所示。同樣，圖中也給出了冬季偏重冰年與偏輕冰年間的風(fēng)場(chǎng)之差(圖4c)。對(duì)比圖4a和圖4b可以發(fā)現(xiàn)，在偏重冰年的冬季，中低緯度的偏東風(fēng)較弱，而來自極渦區(qū)的偏北風(fēng)則較強(qiáng)，這在偏重冰年與偏輕冰年間的風(fēng)場(chǎng)之差(圖4c)中表現(xiàn)得尤為清晰。顯然，在偏重冰年的冬季，副高偏弱并偏南偏東，歐亞緯向環(huán)流也偏弱，而經(jīng)向環(huán)流則加強(qiáng)，這不利于南方的暖濕氣流北上，而有利于極渦區(qū)的冷空氣南下，從而導(dǎo)致渤海地區(qū)氣溫下降、冰情發(fā)展迅速并加重；相反，在偏輕冰年的冬季，副高偏強(qiáng)且偏北偏西，歐亞緯向環(huán)流偏強(qiáng)，而經(jīng)向環(huán)流則減弱，這有利于南方的暖濕氣流北上，但不利于極渦區(qū)的冷空氣南下，因而渤海地區(qū)的氣溫偏高，使得渤海冰情發(fā)展緩慢且偏輕。

圖4 冬季偏重冰年和偏輕冰年的850 hPa風(fēng)場(chǎng)合成Fig.4 The distributions of the composite 850 hPa wind field during heavy years and light years of the sea ice grade

根據(jù)以上分析，可將大氣環(huán)流對(duì)渤海海冰的影響過程歸納如下：當(dāng)副高較弱并偏南偏東時(shí)，不利于南方的暖濕氣流北上，而當(dāng)極渦面積偏大、歐亞緯向環(huán)流減弱、經(jīng)向環(huán)流增強(qiáng)時(shí)，則有利于極渦區(qū)的冷空氣南下，并入侵渤海，導(dǎo)致渤海地區(qū)的氣溫急劇下降，進(jìn)而加速渤海冰情的發(fā)展，于是當(dāng)年冬季的冰情偏重；反之亦然。

5.3 ENSO對(duì)海冰的影響

從前面的分析可知，渤海海冰具有2～7 a的年際變化，與ENSO的主周期相近。那么，ENSO對(duì)渤海海冰究竟有多大影響？下面簡(jiǎn)要探討這一問題。

近期的研究[14]表明，自1951年以來，共發(fā)生了20次El Nio事件(1951/52、1957/58、1963/64、1965/66、1968/69、1969/70、1972/73、1976/77、1977/78、1982/83、1986/88、1991/92、1993、1994/95、1997/98、2002/03、2003/04、2004/05、2006/07和2009/10年)和16次La Nia事件(1950/51、1954/57、1961、1962/63、1964/65、1966/67、1967/68、1970/72、1973/74、1974/76、1978、1984/86、1988/89、1995/96、1998/00和2007/08年)。在20次El Nio事件中有11次中部型事件(CP-El Nio)和9次東部型事件(EP-El Nio)；在16次La Nia事件中有6次中部型事件(CP-La Nia)和10次東部型事件(EP-La Nia)。此外，從Nio4指數(shù)還可看到，在2011年9月至2012年3月間發(fā)生了一次中部型La Nia事件。這樣，在1950—2013年間共發(fā)生了17次La Nia事件。其中有7次CP-La Nia事件和10次EP-La Nia事件。

6 渤海海冰的年代際變化機(jī)理

6.1 太平洋年代際振蕩(PDO)對(duì)海冰的影響

從上面的分析可知，渤海海冰存在著明顯的年代際變化，而太平洋海氣相互作用系統(tǒng)中也存在著顯著的年代際振蕩，即太平洋年代際振蕩(PDO)，這種年代際振蕩不僅給太平洋和北美地區(qū)帶來了顯著的氣候異常，而且也影響到我國(guó)氣候的年代際變化[15—16]。那么，PDO對(duì)渤海海冰年代際變化的影響如何？因此，下面探討這個(gè)問題。

圖5為年平均的PDO指數(shù)的年際和年代際變化。對(duì)比圖5和圖1可以看到，PDO指數(shù)的變化趨勢(shì)基本與渤海冰情相反，即當(dāng)PDO指數(shù)為負(fù)時(shí)，渤海冰情基本偏重；反之則偏輕。相關(guān)分析表明，春季(5月)PDO指數(shù)與當(dāng)年冬季渤海冰情等級(jí)的關(guān)系最密切，其相關(guān)系數(shù)為-0.33，而10 a滑動(dòng)平均后，兩者間的相關(guān)系數(shù)高達(dá)-0.74，超過了0.001的信度檢驗(yàn)。這表明，PDO對(duì)渤海海冰的年代際變化有重要影響。當(dāng)春季北太平洋異常偏冷，即PDO為暖位相時(shí)，渤海處于輕冰年多發(fā)階段；反之，當(dāng)PDO為冷位相時(shí)，渤海處于重冰年多發(fā)階段。

圖5 年平均PDO指數(shù)的年際(實(shí)線)和年代際變化(虛線)Fig.5 The interannual (solid lines) and interdecadal (dashed lines) variations of the yearly average PDO index

6.2 大氣環(huán)流和ENSO對(duì)海冰的影響

從前面的分析可知，渤海海冰在1972年前后經(jīng)歷了一次由重到輕的氣候躍變。那么，在躍變前后海冰與大氣環(huán)流和ENSO間的關(guān)系如何？而且，大氣環(huán)流和ENSO對(duì)渤海海冰的年代際變化是否也有影響？為此，下面分別探討這些問題。

相關(guān)分析表明，在1972年以前，冬季副高指數(shù)與渤海海冰之間的關(guān)系均較密切，但在1972年之后，它們之間的關(guān)系均明顯減弱，但秋季副高與海冰之間的關(guān)系卻明顯增強(qiáng)，特別是面積和強(qiáng)度指數(shù)與海冰間的關(guān)系均較密切，其相關(guān)系數(shù)分別為-0.56和-0.55；亞洲極渦和緯向環(huán)流與海冰間的關(guān)系在躍變前后并無明顯的改變，但歐亞緯向環(huán)流與海冰間的關(guān)系在躍變后卻顯著增強(qiáng)，其相關(guān)系數(shù)為-0.59；Nio3和Nio4指數(shù)與海冰間的關(guān)系在躍變之后均明顯減弱。由此可見，在氣候躍變之后，副高對(duì)渤海海冰有約一個(gè)季度的超前影響，而歐亞緯向環(huán)流的影響也有所加強(qiáng)。這些皆可作為渤海海冰預(yù)報(bào)的重要因子。

對(duì)經(jīng)過10 a滑動(dòng)平均后的大氣環(huán)流和ENSO指數(shù)與海冰進(jìn)行相關(guān)分析可知，冬季副高面積和強(qiáng)度指數(shù)與海冰間仍呈現(xiàn)出顯著的負(fù)相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)分別為-0.76和-0.73；冬季歐亞和亞洲緯向環(huán)流指數(shù)與海冰間的關(guān)系均較弱，而其經(jīng)向環(huán)流指數(shù)與海冰間卻存在著顯著的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.71和0.75；春季(5月)Nio3和Nio4指數(shù)與海冰間均有顯著的負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.76和0.75。顯然，冬季副高面積和強(qiáng)度、歐亞和亞洲經(jīng)向環(huán)流以及春季ENSO對(duì)渤海海冰的年代際變化均有重要影響。當(dāng)春季ENSO指數(shù)為負(fù)(正)、冬季副高面積變小(大)、強(qiáng)度減弱(增強(qiáng))、歐亞和亞洲經(jīng)向環(huán)流增強(qiáng)(減弱)時(shí)，渤海海冰可能處于偏重(輕)時(shí)期。

7 結(jié)論

本文利用63 a的渤海冰情等級(jí)資料、大氣環(huán)流指數(shù)、ENSO指數(shù)和PDO指數(shù)，分析了渤海冰情等級(jí)的年際和年代際變化特征與機(jī)理，得到的結(jié)論主要如下。

(1)冬季渤海冰情等級(jí)序列具有明顯的2～7 a的年際變化和11 a的年代際變化，并在1972年前后經(jīng)歷了一次由重到輕的氣候躍變。在躍變前的22 a間，冰情等級(jí)的平均值為3.1級(jí)，而躍變后的41 a間則為2.4級(jí)，平均降低了0.7級(jí)。這與劉欽政等[6]利用信噪比方法得到的結(jié)果完全一致。

(2)渤海冰情等級(jí)的年際變化除受同期局地氣候的影響外，還受副高、極渦和歐亞環(huán)流的共同調(diào)控。當(dāng)副高較弱并偏南偏東時(shí)，不利于南方的暖濕氣流北上，而當(dāng)極渦面積偏大、歐亞緯向環(huán)流減弱、經(jīng)向環(huán)流增強(qiáng)時(shí)，則有利于極渦區(qū)的冷空氣南下，并入侵渤海，因而使得渤海冰情加重；反之亦然。

(3)在1972年以后，秋季副高、冬季歐亞和亞洲緯向環(huán)流均對(duì)渤海冰情等級(jí)的年際變化有重要影響，這可作為渤海海冰預(yù)報(bào)的重要因子。

(4)春季(5月)PDO和ENSO、冬季副高、歐亞和亞洲經(jīng)向環(huán)流對(duì)渤海海冰的年代際變化均有重要影響。當(dāng)PDO為冷(暖)位相、副高減弱(增強(qiáng))、歐亞和亞洲經(jīng)向環(huán)流增強(qiáng)(減弱)及ENSO指數(shù)為負(fù)(正)時(shí)，渤海海冰將處于偏重(輕)時(shí)期。

致謝：國(guó)家海洋局北海預(yù)報(bào)中心王相玉研究員對(duì)本文提出了一些有益的建議，特此致謝!

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Interannual and interdecadal variations of the sea ice in Bohai Sea and its mechanisms

Zheng Dongmei1，Wang Zhibin1，Zhang Shuying1，Xu Peng1，Zhou Zhiqiang1

(1.MarineEnvironmentalForecastingandDisasterPreventingandReducingCenterofLiaoningProvince，Shenyang110001，China)

Based on the sea ice grade data in the Bohai Sea during 1951 to 2013，the interannual and interdecadal variations of sea ice in the Bohai Sea are studied using maximum-entropy spectrum analysis，correlation analysis and composite analysis methods. The effects of the local climate，atmospheric circulation，ENSO (El Nio-Southern Oscillation) and the Pacific Decadal Oscillation (PDO) on the sea ice are also discussed respectively. The results showed that sea ice had distinct interannual and interdecadal variations. Especially it jumped from heavy to light in 1972，and the sea ice grade dropped by 0.7 because of the climate jump. The correlation analysis and composite analysis showed that the interannual variations of sea ice had close relationships with local climate，Western Pacific Subtropical High (WPSH)，polar vortex and Eurasian circulation. WPSH in autumn，Eurasian and Asian zonal circulation in winter all had important effects on the interannual variations of sea ice，especially after 1972; these are key factors for Bohai Sea seaice forecasting. But the interdecadal variations of sea ice had close relationships with the PDO，ENSO in spring and Western Pacific Subtropical High in winter．

Bohai Sea; sea ice; interannual variations; interdecadal variations

10.3969/j.issn.0253-4193.2015.06.002

2014-07-15；

2014-12-22。

鄭冬梅(1983—)，女，遼寧省綏中縣人，工程師，從事海洋環(huán)境預(yù)報(bào)及相關(guān)方面研究。E-mail：zzhengdongmei@163.com

P512.2

A

0253-4193(2015)06-0012-09

鄭冬梅，王志斌，張書穎，等. 渤海海冰的年際和年代際變化特征與機(jī)理[J]. 海洋學(xué)報(bào)，2015，37(6)：12-20，

Zheng Dongmei，Wang Zhibin，Zhang Shuying，et al. Interannual and interdecadal variations of the sea ice in Bohai Sea and its mechanisms[J]. Haiyang Xuebao，2015，37(6)：12-20，doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2015.06.002