2008—2011年滸苔影響青島的海面風觀測資料特征分析

黃容，馬艷，郭麗娜，于進付

(青島市氣象局266003)

1 引言

2008—2011年夏季，滸苔已經(jīng)連續(xù)4年影響青島近海，對影響青島滸苔移動的研究表明，風及表層海流是影響滸苔移動的主要因子，滸苔密集區(qū)的移動傾向于與盛行風向一致（張?zhí)K平等[1]；衣力等[2]）。韋欽勝等[3]以及劉志亮、胡敦欣等[4]人從洋流角度出發(fā)，指出夏季江蘇外海海域存在流向比較穩(wěn)定的北向低頻流動，有利于滸苔向北輸送影響青島近海海域。喬方利等[5-6]指出影響青島近海的滸苔上游海域是黃海西南部，滸苔在海面上漂移，其輸運受海洋表層流的直接控制，而表層海流（0—4 m）主要受風場和岸線地形的共同影響，模擬的表層海流一致地向表層風的右側偏轉，偏轉角度與Ekman漂流理論給出的45°數(shù)值接近，風場對于滸苔的漂移預測有重要指示意義。由于海上觀測資料的匱乏，以上研究所用的風場資料多為衛(wèi)星反演資料和數(shù)值模式產(chǎn)品。為探討滸苔到達黃海西南部海域后青島近海風場對滸苔移動的影響，本文分析了2008—2011年滸苔影響期間青島近海4 個自動氣象站觀測風的特征，對比滸苔監(jiān)測信息分析了滸苔到達青島南部海域后，青島近海風對滸苔在青島沿岸維持、堆積和移動的影響。

根據(jù)2008—2011年發(fā)現(xiàn)滸苔至滸苔影響消失的時段，確定資料分析時段為2008—2010年的5月15日—7月31日，2011年由于滸苔影響的時間偏晚，分析資料時段為6月15日—8月31日。選取了青島近海三個海島站（赤島、大公島、竹岔島）以及青島近岸陸地站（青島站）共4 個自動氣象站（見圖1）。其中，赤島2009年6月24日13 時以前以及2011年缺資料，大公島2010年6月16日13 時起數(shù)據(jù)不正常，因此分析中缺2009、2011年赤島以及2010年、2011年大公島站資料。

2 滸苔特征簡述

圖1 青島近岸4個自動站點位置及2008—2011年滸苔移動示意圖

據(jù)2008—2011年的遙感監(jiān)測信息及相關新聞報道可知，2008年、2009年5月中旬最初發(fā)現(xiàn)滸苔在黃海海域，2010年5月中旬在東海海域發(fā)現(xiàn)滸苔，2011年6月中旬在黃海南部及東海北部海域發(fā)現(xiàn)滸苔。圖1 給出了2008—2011年滸苔移動路徑示意圖。其中，2008年5月底，滸苔已經(jīng)影響了黃海大部分海域，6月中旬部分滸苔到達青島膠州灣，到7月中旬大量滸苔在青島登陸。2009年6月中下旬滸苔北部外緣距青島大公島最近距離約60 km，7月中旬在山東半島東部海陽、榮成近海，青島近海沒有發(fā)現(xiàn)大范圍的滸苔。2010年6月上旬滸苔在山東南部沿海出現(xiàn)，6月下旬至7月初滸苔在向北漂移過程中陸續(xù)在山東省日照市和青島市登陸。2011年6月20日滸苔到達潮連島，6月23日在青島薛家島發(fā)現(xiàn)有滸苔登陸，7月6日青島沿海海岸發(fā)現(xiàn)滸苔涌入堆積。

3 結果分析

3.1 統(tǒng)計特征

圖2 2008.5.15—2008.7.31四站風玫瑰圖

圖5 2011.6.15—2011.8.31兩站風玫瑰圖

據(jù)國家海洋局北海監(jiān)測中心監(jiān)測表明，滸苔生成源地在這四年均是在長江口至黃海南部，隨后在風及洋流的共同作用下移動，在南偏東風的驅動下滸苔向西北方向漂移對青島近岸產(chǎn)生影響。本文通過分析2008—2010年5月15日—7月31日以及2011年6月15日—8月31日青島、赤島、大公島以及竹岔島逐小時風觀測資料，揭示青島近岸風場對滸苔移動漂移的影響機制。

圖2—5 分別給出了2008—2011年所考察的四個自動氣象站的風玫瑰圖。由于各站所處的地理位置及海拔高度不一樣，地形對各站風向、風速的影響也各異。其中青島本站位于距海岸線（偏東北東-西南西向）約1.5 km的山上，海拔高度77 m，受海陸地形的影響，南向風大多偏東，西南風較少出現(xiàn)。該站2008年、2010年東、東南東、東南、南南東風比率之和約為57.9%，2009年最小為49%，2011年為55.4%；2008年東風平均風速4.4 m/s，大于2010年的3.8 m/s 及2011年的3.2 m/s；2008年東南風平均風速4 m/s，而2010年、2011年分別為3.6 m/s 及3.2 m/s。

赤島站為距青島沿岸最近的海島站，受海岸線的影響該站風向偏東。2008年、2010年東、東南東、東南、南南東風比率之和分別為60.9%和61.6%。

竹岔島站和大公島站距海岸稍遠，受陸地的影響最小，統(tǒng)計時段內(nèi)以南向風為主，東南風與西南風均占一定比例。其中，大公島站東、東南東、東南、南南東風比率之和最小，2008年為31.8%，2009年為24.0 %；而西南風和南南西風所占比率較大，2008年為26.9%，2009年為34.8%。竹岔島站東、東南東、東南、南南東風頻率之和2008年為44.9%，2009年為33.7 %，2010年為35.4 %，2011年為41.0%；而該站西南、西南西風頻率之和2009年最大，為24.6 %，2010年次之為17.5 %，2008 為14.9%，2011年為13.8%。

以上對時段資料的對比分析表明，忽略地形因素對各站風向的影響，總體而言，2008年東、東南東、東南、南南東風所占比率大，說明該年近地面大氣環(huán)流偏東分量較大，加上平均風速相對較大，有利于黃海南部滸苔向西北方向飄移影響青島近岸；2009年東、東南東、東南、南南東風所占比率相對最小，而偏西風所占比率相對最大，從而使?jié)G苔向東北方向漂移分量較大，最終對青島近岸的影響最小。說明時段內(nèi)偏東風頻率的增大（2008年、2010年、2011年）使得滸苔向西北方向移動影響青島近岸的幾率增大，而偏西風所占頻率的增大（2009年）使得滸苔東移分量較大而登陸影響青島近岸的幾率較小。

3.2 滸苔路徑逐年對比分析

在分析了2008—2011年滸苔發(fā)生期間青島近岸陸地及沿海海島4個站點觀測風的特征及其對滸苔移動的總體影響的基礎上，以下使用近海海島站逐日風的主導方向資料，詳細分析滸苔到達青島南部海域后，青島近海風向對滸苔移動的影響。每日主導風向為逐小時風資料的U、V平均值合成。

2008年滸苔首次出現(xiàn)在5月15日，5月31日滸苔影響黃海大部分海域，6月中下旬大片滸苔陸續(xù)登陸青島近岸并影響奧帆賽場，到7月中旬滸苔明顯減少[7-8]。

圖6 2008年6月7—17日、6月20—30日兩站主導風向

圖7 2009年6月25日—7月4日兩站主導風向

圖8 2010年6月22日—7月1日竹岔島站主導風向

圖9 2011年6月16—27日、7月7—18日竹岔島站主導風向

圖6 給出了2008年6月7—17日及6月20—30日兩海島站每日的主導風向，其中0607表示為6月7日，以下類推。由此可以看出，2008年6月7—17日，風場偏東分量大，除6月12日為南南西風外，其余時段均為東南到東風，導致黃海滸苔西北行，6月18日部分滸苔到達膠州灣。6月下旬青島近海主要以南向風為主，導致滸苔北上在青島近岸堆積。

2009年6月25日，衛(wèi)星遙感監(jiān)測顯示，滸苔外緣距青島大公島最近距離約60 km，隨后滸苔向北漂移然后轉向東，于7月15日出現(xiàn)在山東半島東部的海陽、榮成近海，青島近海沒有發(fā)現(xiàn)大范圍的滸苔。逐日分析表明，2009年6月25日—7月4日，除6月27、28日青島近海為東南風外，其余時段近海風場為西南到偏西風（見圖7），導致青島南部海域的滸苔轉向東行，青島近海沒有發(fā)現(xiàn)大范圍的滸苔。

2010年5月17日在東海海域發(fā)現(xiàn)滸苔，6月16—17日在青島南部膠南海域發(fā)現(xiàn)小規(guī)模滸苔，由圖8可以看出，2010年6月23—26日，青島近岸偏東風為主，導致滸苔自膠南海域西行，越過大公島，26日其北緣線到達膠州灣，6月27日小片帶狀滸苔登陸青島灣和團島。6月27—30日，青島近岸偏南到南南西風為主，導致滸苔向北偏東方向漂浮，在北上陸續(xù)登陸青島的同時偏向東行，其北部邊緣線7月1—2日到達千里巖。7月2—4日受冷空氣影響，青島近岸轉西北風，因此滸苔略有東行而沒有明顯的北上。

2011年6月15日在黃海南部及東海北部海域出現(xiàn)滸苔，分析6月16—27日青島近海的主導風向，由圖9可以看出6月16—22日除20日青島近海為西南風外，其余時段以南到東南風為主，導致黃海南部的滸苔向北偏西方向移動，6月23日在青島開發(fā)區(qū)薛家島沙灘發(fā)現(xiàn)滸苔。其后受2011年第5號強熱帶風暴“米雷”的影響，6月23日青島近海轉為偏西風，6月24—26日黃海海域及青島近海先后轉為偏北風且風力增大，6月27日青島近海為偏西風，導致其北部邊緣已到達青島開發(fā)區(qū)的滸苔偏向東南移動，而沒有進一步北行影響青島海岸。

2011年6月28日—7月2日青島近海海域以東南風為主，滸苔轉向西北行，向青島海域靠近，到7月5日綠潮最北端到達膠南南部近岸海域和青島近海海域，7月6日青島沿海海岸發(fā)現(xiàn)滸苔涌入堆積。由圖9可知，7月9日—7月14日青島近海海域以東到南南東風為主，造成滸苔繼續(xù)西北行向青島近岸涌入，到7月14日，2011年最大規(guī)模的滸苔侵入青島前海各浴場、景區(qū)。之后自7月15—30日，除7月19—20日青島近海海域為偏北風外，其余時間青島近海海域以南到東南東風為主，期間滸苔繼續(xù)侵入青島近岸。7月31日—8月2日，伴隨著青島近海海域以北到西北風為主，8月1日開始入侵海岸的滸苔開始減少。而后由于海水溫度升高[9-10],對滸苔的生存不利，至8月12日青島沿海滸苔基本消失。

4 結論

通過對發(fā)現(xiàn)滸苔后較長時間序列的觀測風的總體特征分析可知，偏東風頻率的增大使得滸苔向西北方向移動，造成影響青島近岸的幾率增大；而偏西風所占頻率的增大使得滸苔東移分量較大而登陸影響青島近岸的幾率減小。對比滸苔監(jiān)測信息而開展的風的跟蹤分析表明，滸苔到達青島以南海域后的一段時間，青島近岸的風向是影響滸苔移動的關鍵因素：持續(xù)的東南或南風驅動滸苔向西北或北方向移動登陸青島；而持續(xù)的西南風則驅使?jié)G苔向東北方向移動，在青島以北的山東半島東部登陸。本結論對未來預報滸苔的移動以及估計其對青島沿岸的影響可提供指導。

由于衛(wèi)星遙感監(jiān)測滸苔受天空云層狀況限制很難進行連續(xù)監(jiān)測，且通過遙感監(jiān)測對滸苔量的估算比實際偏高；而且滸苔為海面上大范圍、不連續(xù)的漂浮體，其移動過程中可能的衍生、沉降以及海面風場、流場分布不均勻等因素均可導致其范圍及密集區(qū)域發(fā)生變化，因此很難對滸苔準確定位及確定其移動速度，從而不易定量分析風與滸苔移動的關系。未來可通過連續(xù)晴空狀況下對滸苔、風及海流的實地觀測，定量分析風及海流對滸苔移動的影響。

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