2015年南極中山站氣象和海冰特征分析

沈輝，孫啟振，董劍，田忠翔，趙杰臣，陳風(fēng)云，韓曉鵬

（1.國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心，國(guó)家海洋局海洋災(zāi)害預(yù)報(bào)技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081；2.五臺(tái)山氣象站，山西忻州035515；3.湖州市氣象局，浙江湖州313000）

2015年南極中山站氣象和海冰特征分析

沈輝1，孫啟振1，董劍2，田忠翔1，趙杰臣1，陳風(fēng)云3，韓曉鵬1

（1.國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心，國(guó)家海洋局海洋災(zāi)害預(yù)報(bào)技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081；2.五臺(tái)山氣象站，山西忻州035515；3.湖州市氣象局，浙江湖州313000）

基于中國(guó)第31次南極科學(xué)考察中山站越冬期間獲得的氣象和海冰觀測(cè)資料，結(jié)合1989—2014年氣候統(tǒng)計(jì)值，以及2010—2014年中山站海冰觀測(cè)數(shù)據(jù)，比對(duì)分析了中山站2015年的氣象及海冰特征。氣象分析表明：2015年中山站氣壓偏低，溫度偏高；降水天數(shù)偏多，相對(duì)濕度偏大；風(fēng)速偏小，大風(fēng)天數(shù)偏少，吹雪天數(shù)偏少；同時(shí)分析了常規(guī)氣象要素季節(jié)平均的變化趨勢(shì)。從大氣環(huán)流的角度初步分析解釋了2015年4月、5月、8月、9月和11月降水偏多以及6月、7月風(fēng)速異?，F(xiàn)象。海冰觀測(cè)表明，2015年中山站附近海冰凍結(jié)時(shí)間偏晚，海冰厚度較薄，冰表面積雪較厚，中山站附近的海冰厚度變化主要受熱力學(xué)影響。

南極中山站；氣象；大氣環(huán)流；海冰

1 引言

中國(guó)南極中山站位于東南極大陸拉斯曼丘陵（69°22′S，76°22′E）。南極中山站的氣象和海冰觀測(cè)對(duì)于我們了解東南極普里茲灣地區(qū)的氣象、氣候和海冰的變化具有重要意義。

近年來(lái)，已有諸多學(xué)者對(duì)中山站的天氣和氣候進(jìn)行了多角度的分析研究。胡勝利[1]、翟兆鋒[2-3]和李凱[4]分別利用1991年、2000年、2006年以及2009年中山站常規(guī)氣象觀測(cè)資料并結(jié)合歷史資料分析了當(dāng)年中山站的氣象要素特征。許淙等[5]對(duì)中山站2003年的吹雪和雪暴天氣進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和天氣學(xué)分析，指出了雪暴一般發(fā)生在繞極氣旋影響中山站期間，吹雪天氣則發(fā)生在降雪天氣之后。許淙等[6]2004年的研究表明中山站地區(qū)下降風(fēng)在夏季比較明顯。卞林根等[7]研究指出，中山站的氣候特點(diǎn)與東南極沿岸其它綠洲區(qū)相似，共同受大尺度氣候過(guò)程的影響，同時(shí)還具有許多局地氣候特征；并利用1989—2008年中山站氣象臺(tái)氣象觀測(cè)資料，發(fā)現(xiàn)中山站春季和冬季具有降溫趨勢(shì)，秋季和夏季具有升溫趨勢(shì)，降水日數(shù)、氣壓和風(fēng)速呈下降趨勢(shì)，相對(duì)濕度沒(méi)有顯著的變化趨勢(shì)[8-9]。

張辛等[10]利用2000—2002年的MODIS海冰數(shù)據(jù)，研究發(fā)現(xiàn)中山站附近區(qū)域在每年10月—翌年2月中上旬為海冰消融期；2月中下旬—4月為海冰凍結(jié)非密封期；5—9月為海冰凍結(jié)密封期。李群等[11]利用數(shù)值模式分析了南極普里茲灣的海冰，得到了類似的結(jié)論，每年的3—8月海冰快速生長(zhǎng)，9—10月達(dá)到最大值，隨后海冰開(kāi)始融化，2月份達(dá)到最小。朱大勇等[12]從海氣相互作用的角度，利用1999—2003年海冰的分布對(duì)比分析了極地海冰與大氣動(dòng)力和熱力場(chǎng)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)高溫為海冰融化加劇和凍結(jié)推遲提供了熱量，直接影響海冰分布的是海面風(fēng)場(chǎng)。在海冰現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)方面，Lei等[13]利用2006年的觀測(cè)數(shù)據(jù)研究表明：中山附近的海冰一般在2月中旬形成，海冰最大厚度出現(xiàn)在11月份后期，冰表面積雪很薄，而吹雪天氣導(dǎo)致冰表面積雪頻繁的重新分布。

本文利用中國(guó)第31次南極考察隊(duì)在中山站越冬期間獲得的氣象數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析了2014年12月—2015年11月（以下簡(jiǎn)稱2015年）中山站的氣壓、氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)向風(fēng)速等基本氣象要素與氣候值的差異，及其變化趨勢(shì)。嘗試通過(guò)大氣環(huán)流角度分析2015年的氣候異?，F(xiàn)象，同時(shí)將2015年現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的海冰數(shù)據(jù)與2010—2014年觀測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析。

2 資料說(shuō)明

2.1 氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)

南極中山氣象站是世界氣象組織（World Meteorological Organization，WMO）南極基本天氣站網(wǎng)（Antarctic Basic Synoptic Network，ABSN）和南極基本氣候站網(wǎng)（Antarctic Basic Climatological Network，ABCN）基本臺(tái)站，還是全球氣候觀測(cè)系統(tǒng)地面站（Global Climate Observing System（GCOS）Surface Network，GSN），國(guó)際區(qū)站號(hào)89573，海拔高度14.9m。其氣象觀測(cè)工作始于1989年，地面氣象觀測(cè)項(xiàng)目的觀測(cè)儀器和方法及儀器精度均符合中國(guó)氣象局地面觀測(cè)規(guī)范。其中，氣溫、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速和氣壓為自動(dòng)觀測(cè)，云量、云狀、能見(jiàn)度、天氣現(xiàn)象等為人工觀測(cè)[14]。中山氣象站無(wú)降水量觀測(cè)項(xiàng)目，本文所用的2015年降水量資料由俄羅斯進(jìn)步二站提供，進(jìn)步二站距離中山站約500 m。

2.2 美國(guó)NCEP/NCAR再分析資料

本文使用美國(guó)NCEP/NCAR提供的1989年12月—2015年11月月平均再分析數(shù)據(jù)（http://www.esrl.noaa.gov/psd/），數(shù)據(jù)包含海平面氣壓、近地面經(jīng)向風(fēng)和緯向風(fēng)，水平分辨率為2.5°×2.5°。

2.3 冰厚觀測(cè)數(shù)據(jù)

海冰厚度觀測(cè)一般從4月中上旬開(kāi)始一直持續(xù)到11月末。4月中上旬中山站附近海冰厚度一般在30 cm以上，可以安全地在海冰上開(kāi)展觀測(cè)作業(yè)。我們使用直徑為5 cm的鉆桿進(jìn)行鉆孔測(cè)量冰厚，每隔7 d測(cè)量一次，并對(duì)冰表面積雪進(jìn)行觀測(cè)。如遇惡劣天氣，測(cè)量日期順延。2010年和2011年的觀測(cè)數(shù)據(jù)從8月中旬到12月上旬，2012—2015年的觀測(cè)從4月中、上旬到11月末或12月初。

3 基本氣象要素分析

3.1 氣壓

統(tǒng)計(jì)了中山站自建站以來(lái)各氣象要素，即1989—2014年的各氣候要素平均值（見(jiàn)表1），統(tǒng)計(jì)結(jié)果與前人研究結(jié)果一致，中山站氣壓存在明顯的半年波變化特征，1—6月為高壓期，其他月份為低壓期[4]。2015年年平均氣壓982.8 hPa，比氣候值984.8 hPa偏低2 hPa。月平均氣壓除10月份較氣候值偏高，達(dá)到986.5 hPa，氣壓距平5.5 hPa，其他月份均偏低（見(jiàn)圖1a）。8月份月平均氣壓最低，為977.3 hPa，氣壓距平達(dá)到-4.7 hPa。10月份氣壓偏高主要由于受繞極氣旋的影響較少，反之8月份氣壓偏低由于受到較多繞極氣旋的影響，2015年8月和10月的降水量從側(cè)面驗(yàn)證了以上觀點(diǎn)（見(jiàn)圖2）。

表1 南極中山站氣象要素氣候特征值統(tǒng)計(jì)（1989—2014年）

圖1 2015年（黑色）和1989—2014年（白色）中山站氣象要素逐月變化

表2給出了2015年各月極端最高、最低氣壓。2—4月、8月和11—12月的極端最高氣壓低于1000 hPa，其他各月極端最高氣壓超過(guò)1000 hPa；受一次很強(qiáng)的極地內(nèi)陸高壓脊影響，7月19日出現(xiàn)極端最高氣壓1 013.5 hPa；4月11日，受一次繞極地氣旋過(guò)境影響，中山站出現(xiàn)年度極端最低氣壓942.3 hPa；各月極端最低氣壓均低于975 hPa。為了揭示中山站季節(jié)平均氣壓的變化特征，我們統(tǒng)計(jì)出每年夏季（12—2月）、秋季（3—5月）、冬季（6—8月）和春季（9—11月）的平均氣壓，并建立了時(shí)間序列。圖3給出中山站（1989—2015年）季節(jié)平均氣壓的年際變化和趨勢(shì)。不難看出，中山站各個(gè)季節(jié)的氣壓有明顯的年際變化，但變化趨勢(shì)不同。除春季呈上升趨勢(shì)外，其他季節(jié)都呈下降趨勢(shì)，其中冬季和秋季變化趨勢(shì)并不明顯。

圖2 2015年俄羅斯進(jìn)步二站降水量逐月變化

表2 2015年南極中山站氣象要素極值統(tǒng)計(jì)

圖3 中山站（1989—2015年）季節(jié)平均氣壓的時(shí)間序列（曲線）及變化趨勢(shì)（直線）

3.2 氣溫和相對(duì)濕度

2015年中山站年平均氣溫-8.5℃，比氣候平均值偏高1.7℃；1月份月平均氣溫高于0℃，達(dá)到0.8℃，12月平均氣溫0℃，其他月份的月平均氣溫均低于0℃。7月月平均氣溫最低，為-21.9℃，月平均氣溫年較差22.7℃。與氣候值相比，月平均氣溫冬半年（4—9月）偏低，夏半年（10—3月）偏高（見(jiàn)圖1b）。5月負(fù)距平最大，達(dá)-6.3℃。10月正距平最大，達(dá)到3.5℃，表2給出了各月極端最高、最低氣溫。1—2月、11—12月的極端最高氣溫都在0℃之上，極端最低溫度都在0℃以下。2015年年極端最低氣溫-40℃，最高氣溫8.5℃，分別出現(xiàn)在7月9日和12月20日。作為對(duì)比，自中山站建站以來(lái)的最高氣溫9.3℃，最低氣溫-45.7℃，分別出現(xiàn)在2000年11月30日和2005年7月30日。由圖4中山站季節(jié)平均氣溫的時(shí)間序列可見(jiàn)，1989年以來(lái)秋季、春季和夏季平均氣溫有上升趨勢(shì)但不明顯；冬季平均氣溫有下降趨勢(shì)，其中冬季的溫度變化速率為0.78℃/10 a；26年中山站冬季平均氣溫下降了約2.03℃。

以往統(tǒng)計(jì)表明，中山站年均相對(duì)濕度較低，年變化不大，但有一定的季節(jié)差異，冬季相對(duì)濕度較低，夏季較高[15]。2015年年平均相對(duì)濕度59.8%，比氣候平均值偏高2.1%。冬半年（4—9月）相對(duì)濕度高，超過(guò)60%，夏半年（10—3月）相對(duì)較低；9月最高，2月最低，分別是72%和55%。與氣候值相比，正、負(fù)距平各6個(gè)月，冬半年（4—9月）相對(duì)濕度偏高，夏半年（10—3月）偏低（見(jiàn)圖1c）。圖5給出了中山站季節(jié)平均相對(duì)濕度的時(shí)間序列及其變化趨勢(shì)。中山站4個(gè)季節(jié)的平均相對(duì)濕度都呈下降趨勢(shì)，但不顯著。

3.3 風(fēng)速風(fēng)向

圖4 中山站（1989—2015年）季節(jié)平均溫度的時(shí)間序列（曲線）及變化趨勢(shì)（直線）

圖5 中山站（1989—2015年）季節(jié)平均相對(duì)濕度的時(shí)間序列（曲線）及變化趨勢(shì)（直線）

中山站位于東南極拉斯曼丘陵，與南極大陸冰蓋的直線距離為4 km，因此中山站受來(lái)自冰蓋的下降風(fēng)影響，同時(shí)還受內(nèi)陸高壓北部偏東氣流和繞極氣旋的共同影響;中山站秋季和冬季的風(fēng)速大于春季和夏季風(fēng)速[3-4]。1989—2014年年平均大風(fēng)天數(shù)148 d，出現(xiàn)頻率40.8%。2015年平均風(fēng)速6.3 m/s比氣候平均值偏低0.8 m/s；6月平均風(fēng)速最大，為9.1 m/s，比氣候值偏高1 m/s；7月平均風(fēng)速最小，為4.4 m/s，比氣候值偏低3.3 m/s（見(jiàn)圖1d）。全年大風(fēng)日107 d，比氣候值偏少41 d，但4月、9月和11月都偏多（見(jiàn)圖3b）。年最大風(fēng)速26.6 m/s出現(xiàn)在9月2日，而極大風(fēng)速35.3 m/s出現(xiàn)在9月3日。為說(shuō)明中山站季節(jié)平均風(fēng)速的季節(jié)變化特征，我們統(tǒng)計(jì)了每年各個(gè)季節(jié)的平均風(fēng)速，并建立了時(shí)間序列。圖6給出了中山站季節(jié)平均的年際變化和趨勢(shì)?？梢钥闯鲋猩秸镜募竟?jié)平均風(fēng)速的年際變化較大，均呈下降趨勢(shì)，秋季的變化速率為-0.30（m/s）/10 a，冬季的變化速率為-0.54（m/s）/10 a，春季的變化速率為-0.24（m/s）/10 a，夏季的變化速率為-0.56（m/s）/10 a，可見(jiàn)中山站冬季和夏季的風(fēng)速減小的速率相對(duì)較大。關(guān)于風(fēng)向，中山站位于南極大陸冷高壓邊緣的東風(fēng)帶中，全年盛行偏東風(fēng)。2015年風(fēng)向也主要集中在NE—ESE之間，出現(xiàn)在這個(gè)區(qū)間的頻率80.5%（見(jiàn)圖7）。出現(xiàn)大風(fēng)天氣時(shí)，風(fēng)向也基本上都位于這個(gè)區(qū)間。

3.4 降雪與吹雪

圖6 中山站（1989—2015年）季節(jié)平均風(fēng)速的時(shí)間序列（曲線）及變化趨勢(shì)（直線）

圖7 中山站2015年風(fēng)向頻率分布

中山站降水天氣較多，由于氣溫較低，降水基本都是降雪的形式，只有夏天偶爾會(huì)出現(xiàn)雨夾雪天氣。中山氣象站沒(méi)有降水量的觀測(cè)，只有降水天數(shù)的統(tǒng)計(jì)。根據(jù)1989—2014年的資料分析，中山站平均每個(gè)月有11.9 d出現(xiàn)降水（見(jiàn)表1）。2015年中山站降水天數(shù)為172 d，比氣候值142.8 d明顯偏多，但是3月和10—12月降水天數(shù)偏少（見(jiàn)圖8a）。根據(jù)1989—2014年的資料，中山站的吹雪天氣冬季多，夏季少（見(jiàn)圖8b）。2015年中山站總吹雪天數(shù)30 d，比氣候值44.8 d偏少，但4月和6月吹雪天數(shù)偏多，其他月份均偏少。圖2給出了俄羅斯進(jìn)步二站的逐月降水量，由于中山站與進(jìn)步二站距離很近，可以認(rèn)為該站的降水量等同于中山站的降水量。從圖中我們可以看出中山站和進(jìn)步二站所在地區(qū)4月、5月、8月、9月和11月的降水偏多，其他月份偏少。

4 大氣環(huán)流和氣候異常分析

圖2中降水較多的月份，我們利用美國(guó)NCEP再分析數(shù)據(jù)計(jì)算了2014年12月—2015年11月份東南極普里茲灣海域周邊逐月海平面氣壓和表面風(fēng)距平場(chǎng)，并與1989—2014年的氣候值做比較。從圖9可以看出，4月、5月、8月和11月具有類似的氣壓異常場(chǎng)配置，在中山站東北方東南印度洋基本上有氣壓正異常，中山站及其以南的南極大陸有氣壓負(fù)異常。東南印度洋的氣壓正異常有利于使繞極氣旋的路徑向南偏，并且減緩其移動(dòng)速度，導(dǎo)致中山站更易受氣旋的影響。從圖2還可以看出9月份的降水量也比較多，對(duì)應(yīng)圖9中9月份在中山站西北方東南印度洋有氣壓正異常，中山站及其以南的地區(qū)同樣還是負(fù)氣壓異常，這樣的氣壓異常配置有利于北方暖濕氣流向中山站輸送。3月、7月和12月也有類似的氣壓異常場(chǎng)配置，氣壓場(chǎng)正異常中心在中山站正北方或正北方偏東，這樣的氣壓場(chǎng)配置不利于氣旋影響中山站，故這3個(gè)月的降水較少。由圖9可見(jiàn)，只有10月份中山站氣壓是正異常，對(duì)應(yīng)中山站溫度偏高，風(fēng)速偏小，相對(duì)濕度偏小，降水量較少。

風(fēng)速的異常，這里我們分別以6月份和7月份為例進(jìn)行分析，6月份風(fēng)速偏大，7月份風(fēng)速偏小。6月份在中山站以及中山站周邊都是氣壓負(fù)異常，表明在2015年6月份中山站及周邊地區(qū)受氣旋影響較多，導(dǎo)致6月份的風(fēng)速偏大。7月的風(fēng)速明顯比氣候平均值偏小（見(jiàn)圖1d），2015年7月在中山站北側(cè)副極地低壓帶有氣壓正異常，而在中山站南側(cè)極地高壓帶有氣壓負(fù)異常，導(dǎo)致南北方向的氣壓梯度減小，造成在極地東風(fēng)帶上的中山站的風(fēng)速明顯比氣候平均值偏低

圖9 2014年12月—2015年11月南極普里茲灣及中山站附近地區(qū)周邊逐月海平面氣壓和表面風(fēng)距平場(chǎng)

表3 中山站各氣象要輸與南極濤動(dòng)指數(shù)的相關(guān)系數(shù)

為了解釋中山站各個(gè)氣象要素季節(jié)變化趨勢(shì)的原因，計(jì)算了中山站各氣象要素與南極濤動(dòng)指數(shù)在季節(jié)尺度和月尺度上的相關(guān)系數(shù)（見(jiàn)表3），結(jié)果跟林翔等[16]計(jì)算的結(jié)果類似。中山站氣壓在季節(jié)尺度和月尺度上都和南極濤動(dòng)指數(shù)有顯著的負(fù)相關(guān)，且都通過(guò)了0.01的顯著性標(biāo)準(zhǔn)。中山的氣溫季節(jié)尺度上與南極濤動(dòng)指數(shù)有顯著的負(fù)相關(guān)，而在月尺度上中山站溫度與南極濤動(dòng)指數(shù)相關(guān)系數(shù)只有-0.14。在季節(jié)尺度上中山站的相對(duì)濕度與南極濤動(dòng)指數(shù)的相關(guān)系數(shù)都沒(méi)有通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，在月尺度上，兩者的相關(guān)系數(shù)為0.12達(dá)到0.05顯著標(biāo)準(zhǔn)。中山的風(fēng)速與南極濤動(dòng)指數(shù)在季節(jié)尺度上，只有在秋季兩者相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.05顯著水平，且相關(guān)系數(shù)達(dá)到-0.45，在月尺度上，兩者的相關(guān)系數(shù)為-0.26，且達(dá)到0.01顯著標(biāo)準(zhǔn)，表明中山站的風(fēng)速在月尺度上與南極濤動(dòng)存在一定的負(fù)相關(guān)。以上結(jié)果說(shuō)明了中山站的氣候變化與南極濤動(dòng)及其對(duì)應(yīng)的大氣環(huán)流區(qū)域特征有著密切的聯(lián)系。

5 海冰特征分析

圖10 2010—2015年海冰厚度的時(shí)間序列

2015年3月下旬中山站附近固定冰完全覆蓋沿岸海面，與前5年相比偏晚。這是因?yàn)橹猩礁浇墓潭ūL(zhǎng)主要受熱力學(xué)的影響[10]，2014年12月—2015年2月份氣溫都偏高（見(jiàn)圖1），偏高的氣溫推遲了海冰凍結(jié)時(shí)間。圖10給出了2010—2015年海冰厚度變化的時(shí)間序列，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，近6 a中山站沿岸固定冰最大厚度出現(xiàn)在2011年，達(dá)到186 cm，2015年最大值為近幾年來(lái)最小，只有144 cm，兩者相差42 cm。2015年海冰厚度跟以往同期相比明顯偏小，造成的原因首先是海冰凍結(jié)的時(shí)間偏晚，其次是2015年的表面的積雪厚度明顯偏高（見(jiàn)圖11）對(duì)海冰有隔熱的作用。同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)中山站沿岸固定冰最大厚度隨著時(shí)間有減小的趨勢(shì)。從2012—2015年的數(shù)據(jù)看，4月中上旬（年積日100）—9月（年積日273）海冰生長(zhǎng)迅速，10月份生長(zhǎng)緩慢，11月份基本停止生長(zhǎng)，11月下旬海冰已經(jīng)開(kāi)始消融。圖11是2010—2015年冰表面積雪厚度變化的時(shí)間序列，2015年與前4 a相比積雪明顯偏多，觀測(cè)到的最大積雪厚度達(dá)到49 cm。這一結(jié)果與2006年的結(jié)果不同[10]，2006年大風(fēng)和吹雪過(guò)程是保持積雪深度較低的重要原因，即冰表面積雪一般在降雪過(guò)程中風(fēng)速較小，降雪過(guò)程結(jié)束后，風(fēng)速迅速變大，積雪深度立刻減少，致使中山站附近的海冰表面積雪深度始終保持較低水平。而2015年以8月份為例（見(jiàn)圖12），8月15日（年積日227）—8月22日（年積日234）連續(xù)降雪，而8月15日（年積日227）—8月19日（年積日231）這幾天風(fēng)速都比較小，導(dǎo)致積雪在8月19日（年積日231）這一天達(dá)到最大深度，隨后8月21日（年積日233）和22日（年積日234）這兩天風(fēng)速加大，雖然這兩天也有降雪，但是積雪深度開(kāi)始減小。大風(fēng)和吹雪天氣是積雪深度重新分布的重要因素，但是如果降雪過(guò)程結(jié)束后，風(fēng)速在一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有明顯增大，積雪表面被凍結(jié)變硬，形成硬雪殼，就不容易被風(fēng)吹走。

圖11 2010—2015年中山站附近地區(qū)冰表面積雪厚度的時(shí)間序列

圖12 2015年8月1日（年積日213）—8月31日（年積日243）不同參數(shù)的時(shí)間序列

6 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)2015年中山站氣象和海冰觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，并與1989—2014年氣候值進(jìn)行了比對(duì)分析。氣象分析表明，總體上2015年平均氣壓偏低，平均溫度偏高。降水天數(shù)偏多，相對(duì)濕度偏大。平均風(fēng)速偏小，大風(fēng)天數(shù)偏少，吹雪天數(shù)偏少。具體來(lái)講，月平均氣壓只有10月偏高，其他月份均偏低；月平均氣溫冬半年（4—9月）偏低，夏半年（10—3月）偏高，春季呈上升趨勢(shì)外，其他季節(jié)都呈下降趨勢(shì)；相對(duì)濕度冬半年（4—9月）偏高，夏半年（10—3月）偏低，中山站各個(gè)季節(jié)的平均相對(duì)濕度都呈下降趨勢(shì)，但不顯著；秋季和春季平均氣溫有上升趨勢(shì)但不明顯；冬季和夏季平均氣溫有下降趨勢(shì)；2015年平均風(fēng)速6.3 m/s，比氣候平均偏低0.8 m/s，季節(jié)平均風(fēng)速的年際變化較大，都呈下降趨勢(shì)；2015年中山站降水天數(shù)172 d比氣候值142.8 d明顯偏多。

本文計(jì)算了2014年12月—2015年11月東南極中山站周邊逐月海平面氣壓和表面風(fēng)距平場(chǎng)。由于東南印度洋的氣壓正異常有利于繞極氣旋的路徑向南偏，并且減緩其移動(dòng)速度，導(dǎo)致中山站更易受氣旋的影響，導(dǎo)致中山站2015年4月、5月、8月和11月的降水較多；從氣壓場(chǎng)異常的角度解釋了6月和7月風(fēng)速的異常。

2015年中山站附近海冰凍結(jié)時(shí)間比較晚，跟2010—2014年觀測(cè)結(jié)果相比，海冰厚度偏小，冰表面積雪偏厚，這一結(jié)果進(jìn)一步表明中山附近的海冰厚度變化主要受熱力學(xué)影響。

致謝中國(guó)第31次南極科學(xué)考察中山站全體越冬隊(duì)友提供了現(xiàn)場(chǎng)支持，中國(guó)氣象科學(xué)研究院提供了氣象觀測(cè)歷史資料，中山站附近冰厚數(shù)據(jù)來(lái)自2010—2014年中山站越冬的同事，俄羅斯進(jìn)步二站提供2015年降水量資料，在此一并感謝。

[1]胡勝利.第七次南極考察中山站越冬海洋氣象考察報(bào)告[J].海洋預(yù)報(bào)，1993，10(2):51-58.

[2]翟兆鋒.第十六次南極考察隊(duì)中山站越冬隊(duì)極地海洋氣象考察報(bào)告[J].海洋預(yù)報(bào)，2002，19(2):47-53.

[3]翟兆鋒.2006年中山站極地氣象特征[J].海洋預(yù)報(bào)，2008，25(1):41-46.

[4]李凱.第25次南極科考中山站越冬海洋氣象考察總結(jié)[J].海洋預(yù)報(bào)，2011，28(5):82-88.

[5]許淙，萬(wàn)軍，呂非.南極中山站吹雪雪暴天氣分析[J].極地研究，2004，16(1):39-45.

[6]許淙，萬(wàn)軍，呂非.2002～2003年南極中山站地區(qū)風(fēng)要素變化特征[J].海洋預(yù)報(bào)，2004，21(4):28-34.

[7]卞林根，薛正夫，逯昌貴，等.拉斯曼丘陵的短期氣候特征[J].極地研究，1998，10(1):37-46.

[8]卞林根，馬永鋒，逯昌貴，等.南極長(zhǎng)城站(1985—2008)和中山站(1989—2008)地面溫度變化[J].極地研究，2010，22(1):1-9.

[9]卞林根，馬永鋒，逯昌貴，等.南極長(zhǎng)城站(1985—2008)和中山站(1989—2008)風(fēng)和降水等要素的氣候特征[J].極地研究，2010，22(4):321-333.

[10]張辛，鄂棟臣.MODIS海冰數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)中山站附近海冰的季節(jié)性變化[J].極地研究，2008，20(4):346-354.

[11]李群，吳輝碇，張璐.南極普里茲灣海冰季節(jié)性變化的高分辨率數(shù)值模擬[J].海洋學(xué)報(bào)，2011，33(5):32-38.

[12]朱大勇，趙進(jìn)平，史久新.2003年與1999年楚科奇海海冰的差異及其發(fā)生原因[J].極地研究，2005，17(1):11-22.

[13]Lei R B，Li Z J，Cheng B，et al.Annual cycle of landfast sea ice in Prydz Bay，eastAntarctica[J].Journal of Geophysical Research:Oceans，2010，115(C2):C02006.

[14]中國(guó)氣象局.地面氣象觀測(cè)規(guī)范[M].北京:氣象出版社，2003.

[15]楊清華，張林，李春花，等.南極中山站氣象要素變化特征分析[J].海洋通報(bào)，2010，29(6):601-607.

[16]林祥，卞林根.南極長(zhǎng)城站和中山站的近期氣候變化及其對(duì)南極濤動(dòng)的響應(yīng)[J].極地研究，2017，29(3):357-367.

Characteristics of weather and sea ice at the Antarctic Zhongshan station in 2015

SHEN Hui1，SUN Qi-zhen1，DONG Jian2，TIAN Zhong-xiang1，ZHAO Jie-chen1，CHEN Feng-yun3，HAN Xiao-peng1
（1.National Marine Environmental Forecasting Center,Key Laboratory of Research on Marine Hazards Forecasting,Beijing 100081 China;2.Wutaishan Weather Station,Xinzhou 035515 China;3.Huzhou Meteorological Service,Huzhou 313000 China）

The statistical features of the in-situ meteorological and sea ice observations at Zhongshan Station in 2015 are analyzed with a comparison of the climate history from 1989 to 2014 and sea ice observation data from 2010 to 2014.The results show that,at Zhongshan Station in 2015,the air pressure and temperature appeared a lower and higher bias,respectively.More cloud cover and rainfall events occurred along with larger relative humidity.Lower wind speeds and less days of gale and snow drifts were observed.These weather anomalies could be partly explained by an examination of the monthly atmosphere circulations at Zhongshan Station in 2015.The sea ice growth nearby Zhongshan Station was largely controlled by its thermodynamics.In general,the freezing point,thickness and snow depth on sea ice in 2015 were a bit later,thinner and thicker than in 2010—2014.

Antarctic Zhongshan Station;weather；atmospheric circulation;sea ice

P941.21;P731.15

A

1003-0239（2017）06-0027-12

10.11737/j.issn.1003-0239.2017.06.004

2016-11-23；

2017-03-07。

國(guó)家自然科學(xué)基金（41406218，41376005，41206185）；南北極環(huán)境綜合考察與評(píng)估專項(xiàng)（CHINARE2017-04-01-01，CHINARE 2017-01-01）。

沈輝（1987-），男，工程師，碩士，主要從事極地氣象預(yù)報(bào)工作。E-mail:shenh@nmefc.gov.cn