莆田市南日島鮑魚養(yǎng)殖主區(qū)表層海溫與氣溫特征分析

許駿寧 胡 兵

(1.福建省減災(zāi)中心,福建 福州 350000;2.福建省莆田市氣象局,福建 莆田 351100)

南日島作為福建省的第一大離島，得天獨厚的海洋氣象環(huán)境孕育了“南日鮑”這個中國馳名商標。與此同時，鮑魚養(yǎng)殖受限于海洋氣象環(huán)境，對大風、暴雨、赤潮等海洋氣象災(zāi)害的敏感度非常高，在2012年的赤潮災(zāi)害中，有毒的米氏凱綸藻造成鮑魚死亡率達60%以上，經(jīng)濟損失2億多。曾任秀嶼區(qū)南日鮑協(xié)會秘書長的莊云清介紹，鮑魚的死亡60%是因缺氧所致，40%是由赤潮、毒菌、臺風等造成，而高溫是觸發(fā)缺氧、赤潮、毒菌發(fā)生的敏感條件之一。國內(nèi)研究學(xué)者對多個海域的海表溫度和氣溫進行了研究和分析[1-3]，發(fā)現(xiàn)氣溫對海表溫度具有一定的強迫作用。朱本璐等[4]發(fā)現(xiàn)海溫和氣溫有明顯的日變化周期，無明顯天氣系統(tǒng)影響時，海溫和氣溫的變化趨勢較為一致；湯超蓮等[5]分析了珠江口海表溫度和氣溫的變化特征，得到了海表溫度與“厄爾尼諾”之間的關(guān)系。但是，針對海洋環(huán)境較為復(fù)雜的近海養(yǎng)殖區(qū)的研究較少，因此，圍繞地方海洋經(jīng)濟發(fā)展需求，近海養(yǎng)殖區(qū)的海洋氣象環(huán)境的研究工作具有重要的意義。

1 數(shù)據(jù)來源

本文的數(shù)據(jù)選用了布設(shè)于南日島坑口碼頭鮑魚養(yǎng)殖主區(qū)養(yǎng)殖漁排上的水質(zhì)在線觀測站和位于坑口碼頭上的氣象自動觀測站的2018年5月—2020年1月的海水表層溫度、氣溫實測逐30分鐘數(shù)據(jù)。同時，對維修期間的數(shù)據(jù)、奇異值和缺測值進行刪除處理。

2 海水表層溫度特征分析

海水表層溫度年平均值20.9℃，從月變化上看(表1)，呈單峰型，8月份海水表層溫度為28℃，達到峰值，1月份為12.8℃，處于谷值，月較差為15.2℃。從月均日變化上看(表2)，一年四季日峰值較為一致地出現(xiàn)在16時，以8月的28.3℃為最高，日谷值多出現(xiàn)在7時，以2月的13.2℃為最低，但2—3月和8—9月日谷值在2—4時之間，較其他月份有所提前，這可能與臺灣海峽海流的季節(jié)變換有一定的關(guān)系，因為臺灣海峽的表層流與風向一致，具有季節(jié)性[6]；同時，逐月日較差平均僅0.38℃，從10月到次年2月均約為0.2℃，以11月的0.18℃為最小，而3—8月在0.5～0.6℃之間，以8月0.58℃為最大，表明海水的日變化幅度非常小，尤其是秋冬季節(jié)。

3 海水表層溫度與氣溫的關(guān)系分析

對比分析海水表層溫度與氣溫的月變化(表1)，兩者的月變化趨勢一致，均呈單峰型，峰值都出現(xiàn)在8月，但氣溫的谷值在2月，較海水表層溫度的谷值出現(xiàn)時間推遲一個月。冬季冷空氣過程在影響氣溫的同時，也會通過熱量交換影響海溫[6]。然而， 2018年12月入冬以來莆田市氣溫持續(xù)偏高1～2℃，冷空氣強度偏弱，過程偏少，2019年1月僅有1次冷空氣過程， 2月沒有冷空氣過程影響，因此冷空氣與海水的熱量交換作用不明顯。同時，9月至次年3月氣溫低于海水表層溫度，以12月相差1.6℃為最大，4—8月氣溫高于海水表層溫度，以7月相差1.3℃為最大，這可以歸結(jié)為大氣、海洋間的熱量交換以及大氣與海洋明顯的熱容量差異造成的[7]。

表1 海水表層溫度和氣溫月溫度統(tǒng)計

對比分析海水表層溫度與氣溫的月均日變化，從圖1和表2來看，氣溫的日峰值5—11月出現(xiàn)在13時，12月—次年4月在14時，而日谷值4—8月出現(xiàn)在5時，2—3月和9—11月在6時，12月—次年1月在7時，春末到夏季的日峰值和谷值較冬季早1個小時左右。對比海水表層溫度的日變化，兩者的日峰值表現(xiàn)穩(wěn)定，氣溫的日峰值較海水表層溫度提早2～3小時，但日谷值表現(xiàn)較不穩(wěn)定，冬末春初和夏末秋初這兩個季節(jié)轉(zhuǎn)換期，海水表層溫度的日谷值較氣溫提早了2～4小時，以3月和9月提早了4小時為最多。計算海水表層溫度和氣溫的日峰值、日谷值差異可以看出，11月—次年1月的日峰值海水表層溫度高于氣溫，以12月高出0.6℃為最大，其他月份均是低于氣溫， 7月低3.06℃；而日谷值海水表層溫度僅在4月和7月略低于氣溫，其他月份均高于氣溫，以12月高出2.24℃為最大，表明由于空氣熱容量小于海洋，氣溫日變化幅度明顯高于海水表層溫度，存在早晚氣溫低于海水表層溫度，中午前后高于海水表層溫度的現(xiàn)象，僅11月—次年1月海水表層溫度逐時溫度均高于氣溫，以12月超出幅度最大。同時，氣溫的逐月日較差平均為2.56℃，從11月—次年1月低于2℃，以11月的1.51℃為最小，而7—8月超過3℃，以8月3.6℃為最大，日較差的變化趨勢與海水表層溫度一致，但氣溫日較差明顯高于海水表層溫度，最大可達6倍。

圖1 海水表層溫度和氣溫月均日變化圖

表2 海水表層溫度和氣溫月均日變化統(tǒng)計

4 結(jié)論

①海水表層溫度和氣溫月變化趨勢一致，均呈單峰型，8月達到峰值，1—2月處于谷值，月較差春夏季節(jié)氣溫高于海水表層溫度，秋冬季節(jié)反之。海水表層溫度的短期變化與大氣、海洋間存在的熱量交換以及大氣與海洋明顯的熱容量差異有很大關(guān)系。

②海水表層溫度和氣溫月均日變化趨勢較為一致，也呈單峰型，但氣溫日變化幅度明顯高于海水表層溫度，僅11月—次年1月海水表層溫度逐時溫度均高于氣溫，其他月份均是早晚氣溫低于海水表層溫度，中午前后反之。

③氣溫的日峰值較海水表層溫度穩(wěn)定提早2～3小時，而日谷值表現(xiàn)不穩(wěn)定，在冬末春初和夏末秋初這兩個季節(jié)轉(zhuǎn)換期波動較大，這可能與臺灣海峽海流的季節(jié)變換有關(guān)系。

④從總體來說，海水表層溫度與氣溫存在著較強的正相關(guān)關(guān)系，分析結(jié)果將為進一步建立海水表層溫度與氣溫的關(guān)系模型奠定堅實的基礎(chǔ)，為海水表層溫度預(yù)報提供可靠的依據(jù)。