基于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的遼東灣東岸海冰環(huán)境基本特征

馬玉賢，許 寧，袁 帥，劉雪琴，史文奇，周 雪，劉永青，陳 元

（國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，遼寧 大連 116023）

0 引言

作為北半球最低緯度的結(jié)冰海域，渤海每年冬季生成的海冰對(duì)涉海經(jīng)濟(jì)活動(dòng)造成重要影響［1-4］。以海冰工程為例，海冰載荷是遼東灣海洋工程結(jié)構(gòu)的控制載荷［5-7］，工程結(jié)構(gòu)的防冰抗冰一直是工程管理部門關(guān)注的重點(diǎn)。海冰冰情的準(zhǔn)確評(píng)估對(duì)海冰災(zāi)害的防范與防治有著重要作用。

冰凍圈對(duì)氣候變化的響應(yīng)非常敏感［8］。有研究發(fā)現(xiàn)，1961年以來影響我國(guó)東北的寒潮自1990年之后明顯減少［9-12］。針對(duì)這一背景，Ma等［13］以氣象數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、以熱力學(xué)數(shù)值模擬為手段進(jìn)行了1951年以來的冰情評(píng)估，給出了營(yíng)口海域的冰情演變規(guī)律；Yan等［14］以渤海冰情等級(jí)與衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)1958年以來的冰情演變進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)1958年以來渤海海域冰情呈現(xiàn)增大—減小—增大的趨勢(shì)；Gong等［15］基于大尺度氣候因子對(duì)渤海海冰進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)渤海冰情整體呈現(xiàn)減弱的趨勢(shì)?；诂F(xiàn)場(chǎng)海冰觀測(cè)，臧恒范等［16］、王相玉［17］根據(jù)1963—1988年我國(guó)有關(guān)海洋站的海冰冰情觀測(cè)資料，給出了渤海和黃海北部沿海的結(jié)冰期及結(jié)冰期要素的多年平均變化狀況和極值年份變化狀況的特征值，根據(jù)1974—1988年NOAA衛(wèi)星圖片、飛機(jī)航測(cè)和破冰調(diào)查船等觀測(cè)資料，給出了遼東灣、渤海灣、萊州灣與北黃海海冰生消的年際變化過程。不足的是，上述可查的海冰冰情特征，均以1990年之前現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)結(jié)冰期等要素的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，缺乏造成冰情變化的環(huán)境特征分析。而且，20世紀(jì)90年代之后，由于渤海海域冰情變輕，導(dǎo)致當(dāng)前海冰觀測(cè)投入明顯減少［18-19］，造成遼東灣東岸海冰生消過程連續(xù)觀測(cè)存在嚴(yán)重不足，使得氣候變化背景下針對(duì)結(jié)冰期的研究缺乏現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。

本課題組依托于90年代后的業(yè)務(wù)化海冰觀測(cè)與電廠冷源安全保障，在渤海冰情最重的遼東灣東岸鲅魚圈（數(shù)據(jù)最早可查年份為1996年）與瓦房店溫坨子（2012年始）附近海域進(jìn)行了連續(xù)的海冰現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)工作［20-24］。本文以鲅魚圈雷達(dá)海冰觀測(cè)站的氣象數(shù)據(jù)、海冰冰量、海冰密集度數(shù)據(jù)與溫坨子附近四個(gè)站點(diǎn)的氣象、表層水溫、海冰冰量、海冰密集度觀測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合海冰觀測(cè)站點(diǎn)附近的連續(xù)氣象站（營(yíng)口站與瓦房店站）觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)近年來遼東灣東岸冰情基本特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。本文所進(jìn)行工作彌補(bǔ)了90年代后遼東灣東岸統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)缺失的不足，明確了遼東灣東岸海冰環(huán)境的基本特征，上述工作對(duì)氣候變化背景下的冰情演變研究有著重要意義。

1 數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)來源有兩部分，一是鲅魚圈雷達(dá)海冰觀測(cè)站每年冬季進(jìn)行的海冰觀測(cè)，二是溫坨子附近海域自2012/2013年開始的冬季海冰觀測(cè)。鲅魚圈站的觀測(cè)手段包括岸基雷達(dá)圖像反演冰情信息和人工海冰監(jiān)測(cè)信息。岸基雷達(dá)圖像反演冰情信息，主要是根據(jù)海冰表面粗糙程度與灰度值的基本關(guān)系進(jìn)行的冰型提取信息［22］；人工海冰監(jiān)測(cè)信息，主要是對(duì)岸邊的固定冰和近岸浮冰的人工觀測(cè)。2015年之前，鲅魚圈站海冰觀測(cè)人員每日記錄08：00、14：00與20：00的氣溫、風(fēng)速、能見范圍內(nèi)（觀測(cè)半徑16 km）的海冰冰量與海冰密集度（海濱觀測(cè)規(guī)范）。自2015年之后，雷達(dá)站自動(dòng)氣象站（山東儀器儀表研究所研發(fā)設(shè)備）投入使用，每日僅需記錄海冰范圍與海冰密集度；氣象站風(fēng)速、風(fēng)向記錄依據(jù)海濱觀測(cè)規(guī)范進(jìn)行，即每3 s采集一次，連續(xù)10 min的數(shù)據(jù)進(jìn)行滑動(dòng)平均，得到最終觀測(cè)數(shù)據(jù)。2017/2018年之后，鲅魚圈站海冰觀測(cè)暫停。

溫坨子附近觀測(cè)站點(diǎn)自北向南有4個(gè)，包括八仙島、江石底、溫坨子與大咀子。觀測(cè)手段為人工目測(cè)能見范圍內(nèi)的海冰冰量與海冰密集度信息。溫坨子海冰觀測(cè)站是四個(gè)站點(diǎn)中的主站點(diǎn)，自2012/2013年開始每日08：00與14：00記錄能見范圍內(nèi)海冰冰量、海冰密集度、表層水溫（海面以下0.5 m）與氣象數(shù)據(jù)，2020年自動(dòng)氣象站投入使用（傳感器型號(hào)Maximet系列GMX500，數(shù)據(jù)采集頻率為1 Hz），氣象數(shù)據(jù)開始連續(xù)采集；溫坨子站觀測(cè)位置高7 m，晴朗條件下能見范圍約11 km；八仙島站、江石底站與大咀子站為輔助站點(diǎn)，2012—2016年是每周不定時(shí)觀測(cè)兩次，沒有連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)；2016年開始每日觀測(cè)一次，記錄數(shù)據(jù)包括能見范圍內(nèi)海冰冰量與海冰密集度；八仙島站觀測(cè)位置高1 m，晴朗條件下能見范圍約6 km；江石底站觀測(cè)位置高4 m，晴朗條件下能見范圍約9 km；大咀子站觀測(cè)位置高16 m，晴朗條件下能見范圍約16 km。在上述觀測(cè)過程中，記錄每日潮汐情況；水溫使用水溫表觀測(cè)。觀測(cè)站點(diǎn)位置見圖1。觀測(cè)站的基本情況見表1。其中，鲅魚圈站缺失年份觀測(cè)數(shù)據(jù)由于年份久遠(yuǎn)，大多未進(jìn)行數(shù)據(jù)電子化，未能查找到。

表1 觀測(cè)站的基本情況Table 1 Basic situation of the observation stations

圖1 觀測(cè)站位置（紅色圓點(diǎn)為鲅魚圈站位置）Fig.1 Location of the observation stations（The red dot is the location of Bayuquan Station）

2 結(jié)果與分析

2.1 氣象要素

氣象要素對(duì)遼東灣東岸冰情有著重要影響，其中氣溫主要對(duì)海冰熱力過程產(chǎn)生影響，風(fēng)速與風(fēng)向主要影響海冰動(dòng)力過程。一般而言，海水在低溫與凝結(jié)核的作用下形成平整冰，氣溫繼續(xù)維持低位，海冰快速生長(zhǎng)。隨后，海冰在遼東灣東岸往復(fù)流與空氣動(dòng)力作用下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

自動(dòng)氣象站運(yùn)行之前，鲅魚圈站氣溫?cái)?shù)據(jù)使用營(yíng)口氣象站數(shù)據(jù)，溫坨子站使用高精度水銀溫度計(jì)進(jìn)行。由于鲅魚圈站自動(dòng)觀測(cè)氣溫序列太短，且溫坨子站離散氣溫?cái)?shù)據(jù)僅覆蓋有冰期間（每年對(duì)應(yīng)不同時(shí)間段），導(dǎo)致鲅魚圈站與溫坨子站氣溫觀測(cè)數(shù)據(jù)不能滿足分析需求?；谏鲜霰尘?，本文使用可查的營(yíng)口氣象站（鲅魚圈站附近）數(shù)據(jù)與瓦房店氣象站（溫坨子站附近）數(shù)據(jù)，對(duì)長(zhǎng)序列的氣溫變化過程進(jìn)行闡述。一般而言，遼東灣初冰日均在12月1日之后，融冰日在3月31日之前，所以本文使用12月1日至3月31日的氣溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果見圖2～3?？梢园l(fā)現(xiàn)，氣象站冬季氣溫呈現(xiàn)明顯的增加趨勢(shì)，年際升溫趨勢(shì)均為0.33℃·（10a）-1（Sen斜率估計(jì)），升溫趨勢(shì)在1990年之后尤其明顯。對(duì)冬季可能有海冰生成的月份進(jìn)行月值趨勢(shì)分析，結(jié)果見表2。營(yíng)口氣象站12月與3月氣溫增加趨勢(shì)相對(duì)較小，約為0.2℃·（10a）-1；1月平均升溫速率次之，約為0.34℃·（10a）-1；2月升溫趨勢(shì)最明顯，約為0.55℃·（10a）-1。相比于營(yíng)口氣象站，瓦房店氣象站12月升溫趨勢(shì)明顯偏低；1月、2月升溫趨勢(shì)相當(dāng)；3月升溫趨勢(shì)明顯偏高。上述氣溫變化對(duì)兩地海冰冰情變化產(chǎn)生明顯的影響。

圖2 營(yíng)口氣象站冬季平均氣溫趨勢(shì)Fig.2 Trend of average air temperature in winter at Yingkou Meteorological Station

圖3 瓦房店氣象站冬季平均氣溫趨勢(shì)Fig.3 Trend of average air temperature in winter at Wafangdian Meteorological Station

表2 基于Sen斜率估計(jì)的氣溫趨勢(shì)（單位：℃·a-1）Table 2 Air temperature trends based on Sen’s slope estimation（unit：℃·a-1）

作為影響海冰動(dòng)力的重要要素，風(fēng)速與風(fēng)向是海冰輸運(yùn)與堆積的重要條件。一般而言，影響渤海的冷空氣路徑大致可分為三路：西路由新疆北部侵入，向東南方向移動(dòng)；中路由蒙古南下，向南偏東移動(dòng)；東路由我國(guó)東北平原南下?；谏鲜霰尘埃疚膶?duì)2015/2016年冬季以來鲅魚圈站氣象站的風(fēng)速、風(fēng)向分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，初步分析風(fēng)速、風(fēng)向?qū)１榈挠绊?。由于遼東灣東岸海冰主要在1月發(fā)展，2月開始消融，因此本文著重對(duì)上述兩個(gè)時(shí)段進(jìn)行分析。為更好地體現(xiàn)強(qiáng)烈的空氣動(dòng)力作用對(duì)冰情的影響，本文選擇4級(jí)風(fēng)（5.5 m·s-1）以上數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并將每年冰情等級(jí)［1］列在圖中，匯總結(jié)果見圖4?？梢园l(fā)現(xiàn)，對(duì)于偏北風(fēng)的發(fā)生概率：2016年以來呈現(xiàn)由N、NNE、NE向NE轉(zhuǎn)變，2016年冬季風(fēng)向以N、NNE、NE為主，2020與2021年冬季風(fēng)向以NE為主；對(duì)于偏南風(fēng)，2016年以來主風(fēng)向由SSW向WSW轉(zhuǎn)變。結(jié)合2016年以來冰情等級(jí)可以發(fā)現(xiàn)，大于4級(jí)偏北風(fēng)的發(fā)生概率越大，空氣動(dòng)力過程越劇烈，氣溫變化越劇烈，通常對(duì)應(yīng)冰情劇烈變化（快速生長(zhǎng)與消融）。

圖4 2016年以來1月和2月4級(jí)風(fēng)以上風(fēng)向與冰情等級(jí)Fig.4 Wind directions of the winds greater than Level 4 and ice condition grade in January and February since 2016

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)，在海冰快速發(fā)展階段，當(dāng)風(fēng)向?yàn)槲髀放c中路時(shí)，海冰向遼東灣東岸聚集、堆積；隨著海冰逐漸增多，海冰越過長(zhǎng)興島海域，進(jìn)入水深、熱容量較大的區(qū)域，海冰冰情繼續(xù)增加的阻力逐漸增大。當(dāng)風(fēng)向?yàn)闁|路時(shí)，動(dòng)力作用使海冰向渤海灣聚集，這一區(qū)域水深淺、熱容量低，對(duì)渤海灣海冰的堆積與發(fā)展起到“正”作用。據(jù)1969年觀測(cè)數(shù)據(jù)記錄，持續(xù)的偏東大風(fēng)是造成渤海特大冰封的重要原因［25］。在融冰階段，偏南風(fēng)使聚集于遼東灣東岸的海冰快速拖拽離岸，導(dǎo)致海冰進(jìn)入深水區(qū)，造成原本被北風(fēng)擠壓密集的海冰迅速分散與融化。

2.2 水溫

本文匯總溫坨子站水溫觀測(cè)數(shù)據(jù)，給出平均水溫隨時(shí)間的變化折線圖（圖5）?？梢园l(fā)現(xiàn)，水溫表現(xiàn)出三個(gè)階段，即降溫期、平穩(wěn)期、回溫期。降溫期發(fā)生于12月至次年1月中旬，此時(shí)太陽輻射弱，氣溫逐漸降低；受深水區(qū)高水溫影響，往復(fù)流導(dǎo)致冷水與熱水在這一時(shí)期隨著漲落潮影響觀測(cè)區(qū)域水溫，此時(shí)觀測(cè)區(qū)域水溫在振蕩過程中逐漸降低。平穩(wěn)期發(fā)生于1月下旬到2月中旬，平均水溫基本維持在-1℃附近；此時(shí)渤海海水被冷空氣影響累計(jì)時(shí)間逐漸增加，海水水溫整體維持較低水平，此時(shí)觀測(cè)區(qū)域海冰冰情進(jìn)入盛冰期?；販仄诎l(fā)生于2月下旬，平均水溫逐漸增加；此時(shí)氣溫逐漸升高、太陽輻射逐漸增加，海冰快速融化，導(dǎo)致海水溫度逐漸升高，此時(shí)觀測(cè)區(qū)域海冰冰情屬于融冰期。

圖5 溫坨子站歷年水溫與平均水溫Fig.5 Water temperature and average water temperature at Wentuozi Station over the years

為明確冬季有冰海域水溫隨氣溫的關(guān)系，本文匯總2013年以來的水溫與氣溫?cái)?shù)據(jù)，繪制冰情散點(diǎn)圖，結(jié)果見圖6。可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氣溫低于-10℃時(shí)，除個(gè)別受漲落潮影響的奇異點(diǎn)外，水溫基本維持在-1.4℃附近；當(dāng)氣溫處于-10～-5℃時(shí)，水溫基本分布于-1.4～-0.5℃區(qū)間，海水水溫在窄范圍內(nèi)波動(dòng)變化；當(dāng)氣溫處于-5～5℃時(shí)，觀測(cè)點(diǎn)水溫基本分布于-1.4～3℃，且水溫隨著氣溫的升高逐漸升高。

圖6 溫坨子站歷年氣溫與水溫散點(diǎn)圖Fig.6 Scatter plot of air temperature and water temperature at Wentuozi Station over the years

2.3 海冰分布范圍

鲅魚圈海域海冰監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中，冰量和冰密集度是表征海冰分布的重要海冰參數(shù)。為了比較近年來的海冰分布狀況，根據(jù)海冰監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中的冰量和密集度（成數(shù)），定義觀測(cè)范圍內(nèi)海冰分布比例為：冰量（成數(shù)）×密集度（成數(shù)）/100［21］。對(duì)鲅魚圈與溫坨子可查數(shù)據(jù)分別進(jìn)行匯總，并將所有年度海冰觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均。對(duì)上述逐年數(shù)據(jù)繪制隨時(shí)間變化的散點(diǎn)圖，對(duì)平均數(shù)據(jù)繪制折線圖，鲅魚圈海冰分布比例數(shù)據(jù)見圖7，溫坨子海冰分布比例數(shù)據(jù)見圖8。

圖7 鲅魚圈海冰分布面積比例Fig.7 Proportion of sea ice distribution area at Bayuquan

圖8 溫坨子海冰分布面積比例Fig.8 Proportion of sea ice distribution area at Wentuozi

可以發(fā)現(xiàn)，鲅魚圈站平均分布面積比例呈現(xiàn)增大期、穩(wěn)定期與減少期。自12月12日至次年1月9日前后，海冰海冰范圍逐漸增大，為增大期（對(duì)應(yīng)初冰期）；自1月9日前后至2月8日前后，海冰范圍維持穩(wěn)定（80%左右），為穩(wěn)定期（對(duì)應(yīng)盛冰期）；自2月8日前后至3月15日前后，海冰范圍逐漸減小，為減少期（對(duì)應(yīng)融冰期）。溫坨子站與鲅魚圈站類似，同樣表現(xiàn)出增大—穩(wěn)定—減少的規(guī)律。自1月1日前后，溫坨子站出現(xiàn)海冰，至2月8日前后海冰分布范圍逐漸增加（初冰期）；2月8日前后至2月13日前后，海冰范圍處于高峰期，此時(shí)海冰分布范圍維持在40%以上（盛冰期）；2月13日前后至3月初，海冰分布范圍逐漸減小至0（融冰期）。對(duì)比鲅魚圈與溫坨子數(shù)據(jù)，溫坨子站海冰分布范圍與存在時(shí)間明顯小于鲅魚圈站，且溫坨子海冰分布范圍波動(dòng)性強(qiáng)于鲅魚圈。

2.4 結(jié)冰期

初冰日是觀測(cè)海域第一次觀測(cè)到海冰的日期。以現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)，初冰日海冰有外部輸運(yùn)與本地生成兩種情景。初冰日為外部輸運(yùn)情況下時(shí)，本地?zé)崃W(xué)條件尚未達(dá)到海冰生成的條件，海冰由北部海域動(dòng)力輸運(yùn)而來，此時(shí)本地觀測(cè)水溫尚未達(dá)到冰點(diǎn)；初冰日為本地生成海冰情況下時(shí)，區(qū)域快速降溫，大風(fēng)使遼東灣海水上下快速混合，水溫快速抵達(dá)冰點(diǎn)，冷空氣過境后平靜海面快速形成海冰。由于鲅魚圈站水溫觀測(cè)數(shù)據(jù)的缺失，本文以溫坨子站初冰日為例，對(duì)初冰日的水溫觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)果見表3?？梢园l(fā)現(xiàn)，初冰日前一日大多對(duì)應(yīng)大風(fēng)天氣，此時(shí)降溫與大風(fēng)促使海水上下混合，海水溫度快速降低；在初冰日，風(fēng)速降低，海面變得平靜，海冰快速生成，或周邊淺水海域生成的海冰輸運(yùn)至觀測(cè)站點(diǎn)。

表3 溫坨子站初冰日的環(huán)境要素Table 3 Environmental elements of first-ice date at Wentuozi Station

盛冰期是每年冰情最重的時(shí)期，觀測(cè)海域基本被海冰覆蓋，此時(shí)動(dòng)力因素對(duì)區(qū)域海冰冰情影響較小，氣溫、水溫等熱力因素對(duì)區(qū)域冰情起主要的作用。

融冰期是區(qū)域海冰逐漸融化的時(shí)期。以鲅魚圈與溫坨子等站點(diǎn)觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)，觀測(cè)區(qū)域海冰融冰過程分為兩部分，包括浮冰融化與遼東灣東岸海灣內(nèi)沿岸冰融化。為定量描述融冰期與終冰日時(shí)間，有必要對(duì)上述兩部分海冰的融化過程進(jìn)行闡述。一般而言，融冰期以偏南風(fēng)為主，浮冰在動(dòng)力作用下輸運(yùn)至無冰海域，此時(shí)冰溫升高后海冰內(nèi)部鹽泡逐漸增多形成大量鹵水通道，松散的海冰快速融化消失。與之不同的是，遼東灣東岸海灣內(nèi)沿岸冰融化明顯慢于浮冰融化。對(duì)本文的五個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行分析，八仙島海域?yàn)榈湫脱匕豆潭ū奂瘏^(qū)；鲅魚圈站、溫坨子站、江石底站受營(yíng)口港、電站取水、江石底漁港的影響，水深較大，冬季大多以浮冰為主?；诖?，本文以八仙島站進(jìn)行終冰日分析，結(jié)果見表4?？梢园l(fā)現(xiàn)，近岸海灣海域的終冰日一般情況為大潮與離岸風(fēng)的疊加。這是因?yàn)槭⒈跁r(shí)，固定冰受動(dòng)力影響堆積嚴(yán)重，冰厚明顯高于浮冰；同時(shí)，受潮汐影響，擱淺冰在小潮期基本不受下表面熱源影響，這部分海冰下表面缺乏下海水侵蝕，導(dǎo)致海冰融化明顯偏慢。當(dāng)海冰遇到大潮條件時(shí)，海冰被海水浮起，并在南風(fēng)的作用下將其推入水中，進(jìn)而在動(dòng)力作用下在附近海域輸運(yùn)（可能會(huì)影響其他觀測(cè)站點(diǎn)）并快速融化。上述融冰過程決定了遼東灣東岸終冰日一般由海灣內(nèi)大面積堆積冰的融化收尾。

表4 八仙島站終冰日的環(huán)境要素Table 4 Environmental elements of the final-ice date at Baxiandao Station

依據(jù)1951年以來營(yíng)口氣象站與1956年以來瓦房店氣象氣溫變化數(shù)據(jù)（圖2～3），可以發(fā)現(xiàn)1990年以后站點(diǎn)附近海域氣溫明顯升高。將1990年之前的結(jié)冰期數(shù)據(jù)與1990年之后的結(jié)冰期數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，對(duì)氣候變化背景下的冰情演變研究有著重要意義?；谶@一背景，本文對(duì)近幾年鲅魚圈與溫坨子附近海域海冰結(jié)冰期進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見圖9～10?？梢园l(fā)現(xiàn)，鲅魚圈平均有冰天數(shù)為72.7天，平均初冰日為12月22日，平均終冰日為3月5日；溫坨子海域平均有冰天數(shù)為30.9天，平均初冰日為1月12日，平均終冰日為2月22日。根據(jù)1990年之前的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，鲅魚圈平均初冰日為11月19日，平均盛冰日為1月4日，平均融冰日為3月2日，平均終冰日為3月21日，平均有冰天數(shù)為124天；長(zhǎng)興島（與溫坨子站距離較近）平均初冰日為1月10日，平均盛冰日為2月3日，平均融冰日為2月18日，平均終冰日為3月16日，平均有冰天數(shù)為66天［13］。對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見表5。可以發(fā)現(xiàn)，鲅魚圈站有冰天數(shù)的減少時(shí)間明顯大于溫坨子站，海冰冰情對(duì)氣溫的響應(yīng)呈現(xiàn)非線性的規(guī)律；12月鲅魚圈站升溫幅度大于溫坨子站，鲅魚圈站初冰日推遲時(shí)間明顯大于溫坨子站；3月溫坨子站升溫幅度大于鲅魚圈站，鲅魚圈站終冰日提前時(shí)間明顯小于溫坨子站。

表5 鲅魚圈站和溫坨子站近年冰情與1990年之前比較Table 5 Ice conditions in recent years compared with those before 1990 at Bayuquan Station and Wentuozi Station

圖9 鲅魚圈站初冰日、終冰日與有冰天數(shù)年際變化Fig.9 Interannual variation of first-ice date，final-ice date and ice period at Bayuquan Station

圖10 溫坨子站初冰日、終冰日與有冰天數(shù)年際變化Fig.10 Interannual variation of first-ice date，final-ice date and ice period at Wentuozi Station

3 結(jié)論

本文以渤海冰情最重的遼東灣東岸為研究區(qū)域，以鲅魚圈雷達(dá)海冰觀測(cè)站的氣象數(shù)據(jù)、冰量、密集度數(shù)據(jù)與溫坨子附近四個(gè)站點(diǎn)的氣象、水溫、冰量、密集度觀測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合站點(diǎn)附近氣象站的長(zhǎng)期氣溫?cái)?shù)據(jù)，對(duì)遼東灣東岸冰情基本特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，并與1963—1988年數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，得到以下結(jié)論：

（1）對(duì)鲅魚圈站1月與2月4級(jí)風(fēng)（5.5 m·s-1）以上數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。對(duì)于偏北風(fēng)，2016年以來呈現(xiàn)由N、NNE向NE轉(zhuǎn)變，2016年冬季風(fēng)向以N、NNE、NE為主，2020與2021年冬季風(fēng)向以NE為主；對(duì)于偏南風(fēng)，2016年以來主風(fēng)向由SSW向WSW轉(zhuǎn)變。

（2）對(duì)溫坨子表層水溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)水溫表現(xiàn)出三個(gè)階段，即降溫期（12月至次年1月中旬）、平穩(wěn)期（1月下旬至2月中旬）、回溫期（2月下旬）；當(dāng)氣溫低于-10℃時(shí)水溫基本維持在-1.4℃附近，當(dāng)氣溫處于-10～-5℃時(shí)水溫基本分布于-1.4～-0.5℃區(qū)間，當(dāng)氣溫處于-5～5℃時(shí)觀測(cè)點(diǎn)水溫基本分布于-1.4～3℃。

（3）對(duì)鲅魚圈與溫坨子海冰分布面積比例數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)鲅魚圈站12月12日至次年1月9日前后海冰海冰范圍逐漸增大，1月9日前后至2月8日前后海冰范圍維持穩(wěn)定（80%左右），2月8日前后至3月15日前后，海冰范圍逐漸減小；溫坨子站與鲅魚圈站類似，1月1日至2月8日前后海冰分布范圍逐漸增加，2月8日前后至2月13日前后海冰范圍處于高峰期，2月13日前后至3月初海冰分布范圍逐漸減小至0（融冰期）。

（4）對(duì)結(jié)冰期進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)初冰日之前有大風(fēng)過程，終冰日一般對(duì)應(yīng)大潮疊加離岸風(fēng)；相比1963—1988年海冰結(jié)冰期特征，本文觀測(cè)數(shù)據(jù)的結(jié)冰期明顯縮短（鲅魚圈站縮短51.3天，溫坨子站縮短35.1天）。