海冰對持續(xù)強(qiáng)冷空氣過程的響應(yīng)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(xù)強(qiáng)冷空氣過程分析，認(rèn)為黃河氣旋和較強(qiáng)冷平流造成的大風(fēng)、低溫和降雪是造成海冰災(zāi)害發(fā)生并發(fā)展的重要因素，當(dāng)持續(xù)低溫出現(xiàn)后，東北風(fēng)盛行的天氣形勢下，往往有海冰發(fā)生發(fā)展。同時，就做好海冰災(zāi)前防范和災(zāi)后應(yīng)急工作提出了建議。

關(guān)鍵詞 海冰；大風(fēng)；降溫；暴雪；黃河氣旋

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

進(jìn)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(tǒng)一稱為海冰，其鹽度比海水低2‰～10‰[1]。海冰等海洋主要災(zāi)害對漁業(yè)生產(chǎn)等有巨大的危害[2-3]。如1969年發(fā)生的“大冰害”，曾經(jīng)造成海上石油平臺損壞。強(qiáng)冷空氣是造成暴雪、大風(fēng)和低溫凍害等冬半年影響我國大部分地區(qū)和海域的災(zāi)害性天氣的主要原因。2010年1月上旬開始，受持續(xù)強(qiáng)冷空氣的影響，渤海灣、萊州灣、黃海北部等山東海域發(fā)生海冰災(zāi)害，山東省因這次海冰災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)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(xù)強(qiáng)冷空氣過程分析，探討造成海冰對強(qiáng)冷空的響應(yīng)，以期提高社會的防范意識，減少海洋產(chǎn)業(yè)的損失。

1 海冰災(zāi)情分析

自2009年11月下旬開始，遼東灣出現(xiàn)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(fā)展迅速，浮冰范圍迅速增加；至1月中旬，受補(bǔ)充冷空氣影響，萊州灣的冰情發(fā)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(xù)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(fā)展到2月13日的200.016 km，最大單層冰厚達(dá)50 cm以上。海冰于2010年1月中下旬達(dá)到山東省40年同期最嚴(yán)重冰情。

2 天氣形勢分析

2.1 500 hPa高空環(huán)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(jīng)向環(huán)流為主，冷空氣經(jīng)貝加爾湖東移南下。2日，小股冷空氣經(jīng)蒙古和東北地區(qū)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(qū)有低渦生成，北方冷空氣和南方暖濕氣流在此交匯，引發(fā)黃河氣旋劇烈發(fā)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(qū)，來自極地的冷空氣經(jīng)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(qū)。地面圖上，河套低渦誘發(fā)黃河氣旋，經(jīng)黃河下游影響華北到山東半島的大部分地區(qū)。4日8：00，黃河氣旋東移到朝鮮半島地區(qū)，冷高壓隨之南下，冷空氣經(jīng)由貝加爾湖、蒙古東部擴(kuò)散南下。8日高壓中心位于蒙古東部地區(qū)，冷空氣影響結(jié)束。

2.2 暴雪過程分析

黃河氣旋引起較強(qiáng)的上升運動和整層的水汽抬升使4日山東半島多處出現(xiàn)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(xiàn)。5日850 hPa半島降溫至-20～-16 ℃，山東半島多處出現(xiàn)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(qiáng)度也逐漸減弱。6日850 hPa為-16 ℃，出現(xiàn)中雪；7日回升至 -16～-12 ℃，出現(xiàn)小到中雪；8日回升至-12 ℃，出現(xiàn)小雪，降雪結(jié)束。半島最大積雪深度達(dá)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(shù)與歷史同期持平。

2.3 低溫實況分析

對于這種持續(xù)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(qiáng)冷平流引起的平流降溫為主。500 hPa高空較強(qiáng)鋒區(qū)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(qiáng)，等高線與等溫線交角在90°左右，溫度平流達(dá)到最大值。5日8：00，成山頭ΔT24值達(dá)到-13 ℃。4日夜間以后，山東半島南部地區(qū)天況轉(zhuǎn)晴，風(fēng)力減弱，輻射降溫作用明顯，導(dǎo)致最低氣溫出現(xiàn)在6日早晨，全市氣溫均在-9 ℃以下，內(nèi)陸地區(qū)最低氣溫達(dá)-22 ℃。1月上旬平均氣溫達(dá)到1980年以來的最低值。

2.4 大風(fēng)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(fēng)力極值出現(xiàn)在1月4日，黃海南部的崆峒島站最大風(fēng)力8～9級，陣風(fēng)10級，陸地6～7級，陣風(fēng)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(xiàn)7級、陣風(fēng)10級的偏北大風(fēng)，發(fā)生了震驚全國的“11·24”海難事故。4日后冷空氣逐漸擴(kuò)散南下，地面冷高壓經(jīng)蒙古到河套擴(kuò)散南下，地面風(fēng)向以北到西北風(fēng)為主。與高空冷平流相對應(yīng)。5日，海島站最大風(fēng)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(fēng)，沿海地區(qū)均為4～5級風(fēng)。6日，崆峒島7級風(fēng)，長山列島為4～5級風(fēng)。7日，崆峒島7級，長山列島為5～6級風(fēng)。

3 與1969年海冰災(zāi)情對比

在1969年春季，渤海發(fā)生特大海冰期間，海冰厚度最大達(dá)到54 cm，營口海區(qū)、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(chuàng)，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(qiáng)度大、頻率高，冬季降雪頻繁，多因素綜合造成1969年大冰害發(fā)生。綜合1969年和2002年的海冰災(zāi)情認(rèn)為，海冰厚度和范圍都與冷空氣強(qiáng)度、次數(shù)及路徑密切相關(guān)，海冰的形成與消融與該海區(qū)的氣象和水文條件有著密切的關(guān)系[5-6]。

4 建議

黃河氣旋和較強(qiáng)冷平流造成的大風(fēng)、低溫和降雪是造成海冰災(zāi)害發(fā)生并發(fā)展的重要因素，當(dāng)持續(xù)低溫出現(xiàn)后，東北風(fēng)盛行的天氣形勢下，海冰發(fā)生發(fā)展的概率較大。冷空氣強(qiáng)度、次數(shù)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(guān)。因此，預(yù)測有海冰發(fā)生時，應(yīng)周密部署，加強(qiáng)督促檢查，加強(qiáng)巡查監(jiān)控，及時發(fā)布預(yù)警信息，充分利用VTS、AIS、CCTV等監(jiān)控手段；加強(qiáng)對海冰區(qū)域的動態(tài)監(jiān)控，隨時掌握跟蹤冰情變化情況。加強(qiáng)多部門聯(lián)系與合作，健全預(yù)警機(jī)制，密切關(guān)注海冰的發(fā)展，及時發(fā)布預(yù)警信息；嚴(yán)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(yè)和水運生產(chǎn)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(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案，同時要合理布置力量，做好隨時應(yīng)對各類情況的準(zhǔn)備。在做好預(yù)防工作的基礎(chǔ)上，當(dāng)災(zāi)害發(fā)生后，對適宜收獲的養(yǎng)殖產(chǎn)品及時收獲，對養(yǎng)殖池塘要防止發(fā)生缺氧，同時對漁業(yè)設(shè)施加固和增加保溫能力，保證養(yǎng)殖品種正常生長，最后要及時對停港漁船進(jìn)行調(diào)度和看管，切實保證漁船安全[7-8]。

5 參考文獻(xiàn)

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