近60年渤黃海海冰災(zāi)害演變特征與經(jīng)濟(jì)損失淺析

左常圣，范文靜，鄧麗靜，李文善，劉秋林，王 慧

（國家海洋信息中心，天津 300171）

引 言

根據(jù)第五次IPCC評估報告，1880-2012年，全球平均地表溫度上升了0.85℃[1]。我國大陸年均表面氣溫升高過程與全球同步，且表現(xiàn)出明顯的年際變化[2]；同時極端天氣氣候事件的發(fā)生頻次和強(qiáng)度也有升高[3-4]。研究發(fā)現(xiàn)，北極濤動對同期及后期的東北亞及中國區(qū)域氣溫有顯著的影響[5-6]，受其影響2009-2010年度渤海和黃海北部發(fā)生了30年一遇的嚴(yán)重冰災(zāi)。

在極地海域和某些高緯度區(qū)域海冰是比較突出的海洋災(zāi)害。我國渤海和黃海北部為半封閉海域，緯度偏高，海岸附近灘大、水淺、鹽度低、水溫受陸地影響顯著[7]，每年冬季都會有不同程度的海冰生成[8]，大范圍的嚴(yán)重海冰災(zāi)害具有10年左右的準(zhǔn)周期性，但局部海域的嚴(yán)重冰災(zāi)幾乎每年都會發(fā)生[9]。

近年來，環(huán)渤海地區(qū)經(jīng)濟(jì)尤其海岸帶經(jīng)濟(jì)和海洋經(jīng)濟(jì)持續(xù)、高速發(fā)展，社會財富積累量迅速攀升，承災(zāi)體脆弱性逐漸增大[10]，一旦發(fā)生嚴(yán)重海冰災(zāi)害，將會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[11]。為此海冰災(zāi)害對我國環(huán)渤海地區(qū)海洋經(jīng)濟(jì)和沿海經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有重要的影響[12]。

1 數(shù)據(jù)來源

本文使用的數(shù)據(jù)包括:（1）鲅魚圈、葫蘆島、秦皇島、塘沽、溫駝子、芷錨灣、龍口、大鹿島8個海洋站，時間序列為1963-2016年的海冰數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)資料均經(jīng)過了質(zhì)量控制。（2）《海洋災(zāi)害公報》中的海冰災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失數(shù)據(jù)。

2 渤黃海海冰冰情年度及長期變化特征淺析

2.1 海冰冰情年度變化特征

統(tǒng)計分析1963-2016年各海洋站海冰數(shù)據(jù)得出，我國渤黃海的海冰都是發(fā)生在每年的冬季，一般情況下，結(jié)冰開始于11月下旬，持續(xù)到第二年3月上中旬終冰。

圖1 流冰漂流方向頻率及各向最大速度

渤黃海海域從南到北相距雖然只有250海里左右，僅跨越四個維度，但冰情卻有明顯的空間分布特征。遼東灣北部冰期最長，是我國海冰災(zāi)害最嚴(yán)重的海區(qū)，初冰日出現(xiàn)于12月上旬，終冰日出現(xiàn)于第二年3月上旬，平均冰期為3個月左右，沿岸固定冰期為40天左右，冬季遼東灣的沿岸流為順時針方向，加之右轉(zhuǎn)潮流系統(tǒng)的共同作用，所以北部海區(qū)的海冰，逐漸趨向東部海區(qū)和東南部海區(qū)。渤海灣冰情輕于遼東灣，初冰日出現(xiàn)于12月下旬，終冰日出現(xiàn)于第二年2月下旬，平均冰期約為1個半月。萊州灣冰情最輕，在1963-2016年共有32年為無冰年，在有冰年份，于12月下旬開始結(jié)冰，2月底海冰消失，平均冰期約為2個月，在萊州灣內(nèi)，西部冰情較東部嚴(yán)重，這是因為西部受河水影響，鹽度較低，水淺灘大，海冰容易積存。

表1 1963-2016年渤海海區(qū)海冰冰情統(tǒng)計表

2.2 海冰冰情長期變化趨勢淺析

選取葫蘆島和芷錨灣兩個海洋站，研究近60年來渤海冬季冰情特點(diǎn)以及長期的變化趨勢。

圖2 海冰冰情變化趨勢圖

總體上看，1963年到現(xiàn)在我國海冰的冰期和冰量都有降低的趨勢，同時具有10年左右的準(zhǔn)周期，即每隔10年左右就會發(fā)生比較嚴(yán)重的大范圍海冰災(zāi)害。1968、1976、1985、1996、2000、2009、2012年度都發(fā)生了比較嚴(yán)重的海冰災(zāi)害。2012年度葫蘆島海冰冰期為86天，冰量為581成，最大冰厚為45厘米，最大浮冰覆蓋范圍34 824平方千米，冰情等級為偏重冰年。需要注意的是，不單是大范圍的冰封能夠造成災(zāi)害，在局部海域發(fā)生的短時間的冰凍同樣也能夠造成災(zāi)害。而這種在較短時間內(nèi)發(fā)生的局部海域的海冰災(zāi)害，幾乎每年都會發(fā)生，無論常冰年或偏輕冰年。

在極端天氣氣候事件頻發(fā)的背景下，即使現(xiàn)階段全球溫度存在緩慢上升的趨勢，但仍然不可避免會有冬季極端低溫天氣的發(fā)生，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的海冰災(zāi)害。2009年冬季北半球高緯度地區(qū)極渦異常[13]，在北半球高緯度地區(qū)產(chǎn)生了異常強(qiáng)大的冷源，配合北極濤動負(fù)距平產(chǎn)生的徑向環(huán)流，使冷空氣源源不斷的向南輸送，導(dǎo)致渤黃海氣溫明顯偏低，東北地區(qū)達(dá)到了40年一遇的低溫，當(dāng)年冬季渤海和黃海北部發(fā)生了30年一遇的冰情。

綜上，渤黃海地區(qū)發(fā)生嚴(yán)重海冰災(zāi)害的可能性依然很大，而海冰災(zāi)害的發(fā)生還不能準(zhǔn)確地預(yù)測，一旦發(fā)生嚴(yán)重海冰災(zāi)害將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此防災(zāi)減災(zāi)仍然是重中之重[14]。另外，海冰的變異對海洋水產(chǎn)的影響，甚至對整個生態(tài)平衡變化，提出許多新的課題，這必將引起國家和社會的高度重視[15]。

3 海冰災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失

環(huán)渤海地區(qū)人口集中，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，是國家政治、經(jīng)濟(jì)、文化和社會發(fā)展的重要戰(zhàn)略區(qū)域，在我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有舉足輕重的地位。渤黃海每年都有不同程度的海冰災(zāi)害發(fā)生，海冰災(zāi)害對中國渤海與黃海北部的水產(chǎn)養(yǎng)殖、海洋導(dǎo)航、海上石油生產(chǎn)和其他海事活動及港口碼頭等造成了嚴(yán)重危害[16]，對渤黃海海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成重大的影響。鑒于我國渤黃海海域海冰災(zāi)害面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，應(yīng)將海冰災(zāi)害工作與社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展聯(lián)系起來，同步提高，協(xié)調(diào)發(fā)展。

2009/10年冬季渤海及黃海北部發(fā)生的較嚴(yán)重的海冰災(zāi)害，部分海域有冰日數(shù)超過90天，港口及碼頭封凍296個，船只損毀7 157艘，水產(chǎn)養(yǎng)殖受損面積207.87千公頃，因災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失63.18億元；2010/11年冬季渤海及黃海北部部分海域有冰日數(shù)超過85天，損毀船只11艘，水產(chǎn)養(yǎng)殖受災(zāi)面積達(dá)54.42千公頃，直接經(jīng)濟(jì)損失為8.81億元，對沿海地區(qū)社會、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響（表2）。

從表3中可以看出，我國渤黃海海冰災(zāi)害主要發(fā)生在山東省和遼寧省，2010-2017年遼寧水產(chǎn)養(yǎng)殖受損面積91.62千公頃，因災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失40.43億元，山東水產(chǎn)養(yǎng)殖受損面積240.41千公頃，因災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失35.07億元；近年海冰災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重，與災(zāi)害致災(zāi)因子的不穩(wěn)定性增強(qiáng)以及渤海灣經(jīng)濟(jì)承載體的脆弱性增大等有著顯著的關(guān)系。2015/16冬季江蘇省受海冰災(zāi)害影響，水產(chǎn)養(yǎng)殖受災(zāi)面積為1.67公頃，直接經(jīng)濟(jì)損失2000萬元；近年氣候變化導(dǎo)致極端天氣氣候事件增多，如江蘇等緯度相對靠南的省份也會受到海冰災(zāi)害的侵襲，需加強(qiáng)災(zāi)害宣傳和防御。

表2 2010-2017年災(zāi)情損失統(tǒng)計

表3 2010-2017年各省災(zāi)情損失統(tǒng)計

4 海冰災(zāi)害防御對策

隨著海洋經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)渤海近海及海岸帶地區(qū)海冰災(zāi)害的風(fēng)險將會加大，為保證環(huán)渤海地區(qū)海洋經(jīng)濟(jì)和沿海經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，需要進(jìn)一步優(yōu)化海冰的時空監(jiān)測，加大海冰生消變化規(guī)律及相關(guān)學(xué)科的研究，完善海冰預(yù)警報發(fā)布機(jī)制。

（1） 增強(qiáng)防災(zāi)意識

海冰災(zāi)害防御是一項需要全社會參與，系統(tǒng)性、長期性的艱巨工作，可通過多種途徑開展海冰災(zāi)害領(lǐng)域的科普宣傳，將海冰災(zāi)害對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的主要影響宣傳到社會各界，增加對海冰災(zāi)害的防范意識，推動沿海地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。尤其是在全球氣候變暖背景下，需要正確認(rèn)識我國海冰災(zāi)害發(fā)展規(guī)律以及極端氣候事件發(fā)生對海冰災(zāi)害的影響，站在更高的戰(zhàn)略高度，創(chuàng)新思路，把發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)與海洋防災(zāi)減災(zāi)結(jié)合起來，真正做到海洋經(jīng)濟(jì)與防災(zāi)減災(zāi)能力同步提高、協(xié)調(diào)發(fā)展。

（2）完善海冰災(zāi)害監(jiān)測，進(jìn)一步開展海冰災(zāi)害成因機(jī)制研究

我國的海冰監(jiān)測目前有岸站觀測、破冰船觀測、飛機(jī)航空遙感觀測、NOAA衛(wèi)星監(jiān)測等，要及時掌握觀測環(huán)境變化情況，開展海冰觀測資料的代表性評估，為海洋站的優(yōu)化調(diào)整和科學(xué)布局提供基本信息和建設(shè)依據(jù)。同時為保證海冰監(jiān)測資料能夠準(zhǔn)時、準(zhǔn)確地傳遞到各級有關(guān)部門，提升數(shù)據(jù)信息在防災(zāi)減災(zāi)中的實時傳輸效益，必須完善傳送數(shù)據(jù)信息的通信網(wǎng)絡(luò)，建立健全海冰及相關(guān)資料檔案?；诒O(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)一步開展海冰災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展和變化規(guī)律研究，探討渤黃海海冰災(zāi)害成因機(jī)制、影響及其變化規(guī)律，為綜合評估海冰災(zāi)害的影響狀況提供基礎(chǔ)信息。

（3）建立健全海冰災(zāi)害預(yù)報預(yù)警體系

綜合海冰災(zāi)害監(jiān)測、預(yù)測、影響調(diào)查和評估成果，進(jìn)一步優(yōu)化完善海冰防災(zāi)減災(zāi)體系，制作并定期發(fā)布監(jiān)測、預(yù)測結(jié)果與影響評價產(chǎn)品，建設(shè)面向沿海各級政府和沿海工程企業(yè)的輔助決策支撐平臺，提高應(yīng)對海冰災(zāi)害的決策水平。同時進(jìn)一步提升針對重點(diǎn)目標(biāo)的海冰精細(xì)化預(yù)報和服務(wù)，提高海冰預(yù)警報產(chǎn)品的針對性和有效性，及時發(fā)布海冰災(zāi)害預(yù)警報，避免和減少災(zāi)害損失，同時隨著近些年大數(shù)據(jù)分析理念和方法的發(fā)展，可考慮建立基于大數(shù)據(jù)理念的海冰預(yù)測方法，將預(yù)測成果應(yīng)用于防災(zāi)減災(zāi)的實踐。

5 結(jié)論與展望

海冰災(zāi)害是我國渤黃海海域主要海洋災(zāi)害之一，對沿海經(jīng)濟(jì)造成了嚴(yán)重的影響，科學(xué)應(yīng)對海冰災(zāi)害，減輕災(zāi)害損失具有重要的意義。

我國渤黃海海域每年的初冰日一般始于11月下旬，次年3月上中旬終冰。我國渤黃海海域冰情具有北重南輕的特點(diǎn)。遼東灣北部是我國海冰災(zāi)害最嚴(yán)重的海區(qū)。1963年到現(xiàn)在我國海冰冰情有降低的趨勢，同時具有10年左右的準(zhǔn)周期。受極端天氣氣候事件增多和環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)脆弱性增大影響，渤黃海地區(qū)發(fā)生嚴(yán)重海冰災(zāi)害的可能性依然很大。2010年以來環(huán)渤海地區(qū)遼寧省和山東省受災(zāi)面積大，災(zāi)害損失最嚴(yán)重，由海冰災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失多達(dá)77億元。

海冰災(zāi)害防御需要加強(qiáng)海冰防災(zāi)減災(zāi)教育與宣傳，增強(qiáng)公眾海冰知識和防災(zāi)意識；加強(qiáng)海冰監(jiān)測業(yè)務(wù)體系能力建設(shè)，建立完善海冰數(shù)據(jù)集，加大海冰災(zāi)害機(jī)制性研究，建立健全海冰災(zāi)害預(yù)報預(yù)警體系。