2020年冬季海洋天氣評(píng)述

周冠博，尹盡勇，渠鴻宇，聶高臻，向純怡

(國家氣象中心，北京 100081)

引言

本文主要分析2020年冬季(2020年12月—2021年2月，下同)北半球的大氣環(huán)流特征及逐月演變對(duì)我國近海天氣的影響，并對(duì)我國近海海域發(fā)生的主要災(zāi)害性天氣進(jìn)行分析總結(jié)。冬季，我國近海海域的主要災(zāi)害性天氣是大風(fēng)和海霧。除此之外，分析了大浪過程、浪高和海面溫度等氣象、海洋要素在冬季的變化特征，并統(tǒng)計(jì)了西北太平洋和南海熱帶氣旋及其他各大洋的熱帶氣旋活動(dòng)情況。

所使用的資料包括：常規(guī)氣象觀測資料、ERA5再分析資料、JTWC全球熱帶氣旋最佳路徑數(shù)據(jù)資料等。文中涉及的海上大風(fēng)及大浪過程的統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與文獻(xiàn)[1—5]相同。海面溫度使用的是NCEP最優(yōu)插值月平均海面溫度(optimum interpolation sea surface temperature，OISST)，水平分辨率為1°×1°(https://www.psl.noaa.gov/data/gridded/data.noaa.oisst.v2.html)，采用的時(shí)間范圍為2018—2020年，利用該數(shù)據(jù)集1971—2000年氣候態(tài)平均得到海面溫度異常。

1 環(huán)流特征與演變

1.1 環(huán)流特征

由2020年冬季500 hPa平均位勢高度場(圖1a)和位勢高度距平場(圖1b)可以看出，冬季北半球極渦呈偶極型分布，極渦主體分別位于加拿大北部的伊麗莎白女王群島附近及亞洲北部鄂霍次克海附近的俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)。其中加拿大北部的極渦中心位勢高度值低于512 dagpm，高度場上以弱的負(fù)距平控制區(qū)為主，極渦強(qiáng)度接近常年同期或略偏強(qiáng)；亞洲俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)極渦中心值低于508 dagpm，附近存在顯著的負(fù)距平，中心值在-12 dagpm以下，極渦整體較常年同期偏強(qiáng)。北半球中高緯呈3波型分布，長波槽分別位于鄂霍次克海、西伯利亞地區(qū)、哈得孫灣。對(duì)我國近海天氣有重要影響的東亞長波槽從鄂霍次克海向西南方向伸展，直至我國東南部沿海。結(jié)合距平場分布(圖1b)可以看出，西伯利亞東北部地區(qū)500 hPa位勢高度呈明顯的正距平，脊偏強(qiáng)；鄂霍次克海附近呈明顯的負(fù)距平，表明東亞大槽較常年同期顯著偏強(qiáng)；我國北方大部地區(qū)為負(fù)距平控制，低槽寬廣深厚有利于引導(dǎo)冷空氣南下，造成冷空氣強(qiáng)度強(qiáng)，影響范圍廣，降溫幅度大；西北太平洋副熱帶高壓(以下簡稱“副高”)呈帶狀分布，西伸脊點(diǎn)位置在125°E附近，較常年同期略偏西，強(qiáng)度較常年略偏強(qiáng)，熱帶氣旋活動(dòng)不頻繁。

圖1 2020年12月—2021年2月北半球500 hPa平均位勢高度場(a)和位勢高度距平場(b)(單位：dagpm)Fig.1 The average 500 hPa geopotential height (a) and the geopotential height anomaly (b) in the Northern Hemisphere in winter 2020 (from December 2020 to February 2021) (units: dagpm)

1.2 環(huán)流演變對(duì)我國近海天氣的影響

圖2—4分別給出了2020年12月、2021年1月和2月歐亞地區(qū)500 hPa月平均位勢高度場以及海平面氣壓場的環(huán)流演變。2020年12月，歐亞大陸及西北太平洋海域的中高緯環(huán)流經(jīng)向度較大，呈現(xiàn)“一槽一脊”型分布，脊區(qū)主要位于東歐平原至烏拉爾山一帶地區(qū)，高壓脊區(qū)附近有明顯的正距平，槽區(qū)主要位于切爾斯基山脈至鄂霍次克海一帶地區(qū)，低渦中心值低于504 dagpm，附近存在顯著的負(fù)距平，表明東亞大槽整體較常年同期明顯偏強(qiáng)。亞洲中高緯環(huán)流經(jīng)向度大，呈現(xiàn)西高東低的形勢，有利于冷空氣堆積和寒潮爆發(fā)。我國位于500 hPa槽后，受西北氣流控制，12月冷空氣勢力較常年同期偏強(qiáng)(圖2a)。由海平面氣壓場和距平分布(圖2b)可以看出，我國大部地區(qū)及近海海域受高壓系統(tǒng)控制，高壓主體位于里海至蒙古高原西部一帶，強(qiáng)度達(dá)1 035 hPa以上，且呈明顯的正距平，高壓強(qiáng)度較常年同期偏強(qiáng)。高壓系統(tǒng)東南側(cè)影響我國近海大部海域的距平場呈較為明顯的正距平，表明影響我國海域的冷空氣勢力較常年同期偏強(qiáng)。受上述系統(tǒng)影響，12月期間我國近海出現(xiàn)了4次明顯的大風(fēng)天氣過程，其中3次為冷空氣大風(fēng)過程，1次由臺(tái)風(fēng)和冷空氣共同影響，其中2020年12月28日—2021年1月1日的強(qiáng)冷空氣過程達(dá)到寒潮級(jí)別。

圖2 2020年12月北半球500 hPa平均位勢高度場(等值線)、距平場(色階)(a；單位：dagpm)和海平面氣壓場(等值線)、距平場(色階)(b；單位：hPa)Fig.2 Monthly mean geopotential height (contour) and anomaly (color scale) at 500 hPa (units: dagpm) (a), and monthly mean sea level pressure (contour) and anomaly (color scale) (units: hPa) (b) in the Northern Hemisphere in December 2020

2021年1月，歐亞中高緯環(huán)流的經(jīng)向度仍然較大，呈現(xiàn)“兩槽一脊型”分布，低壓槽分別位于阿爾卑斯山脈和鄂霍次克海以西地區(qū)，并伴有明顯的負(fù)距平，高壓脊位于烏拉爾山以西地區(qū)，并伴有明顯的正距平(圖3a)。與多年平均相比，東亞大槽仍然較強(qiáng)，自鄂霍次克海向西南方向延伸至我國大部海區(qū)，位置偏西偏南、強(qiáng)度偏強(qiáng)，有利于極地冷空氣南下影響我國大部地區(qū)及近海海域。由1月海平面氣壓場及距平場(圖3b)可以看出，我國大部地區(qū)及近海海域仍受高壓系統(tǒng)影響，但高壓系統(tǒng)的強(qiáng)度較2020年12月有所減弱，高壓中心位于阿爾泰山脈北部地區(qū)，中心氣壓達(dá)1 035 hPa。影響我國大陸及近海的高壓系統(tǒng)伴有負(fù)距平，表明冷空氣勢力較常年同期偏弱。受上述系統(tǒng)影響，1月我國近海海域出現(xiàn)了3次明顯的大風(fēng)天氣過程，均是受冷空氣影響造成的，其中兩次達(dá)到寒潮級(jí)別，但是冷空氣強(qiáng)度較上個(gè)月有所減弱，并且1月下旬出現(xiàn)了一次明顯的海霧過程。

圖3 2021年1月北半球500 hPa平均位勢高度場(等值線)、距平場(色階)(a；單位：dagpm)和海平面氣壓場(等值線)、距平場(色階)(b；單位：hPa)Fig.3 Monthly mean geopotential height (contour) and anomaly (color scale) at 500 hPa (units: dagpm) (a), and monthly mean sea level pressure (contour) and anomaly (color scale) (units: hPa) (b) in the Northern Hemisphere in January 2021

2021年2月，歐亞大陸及西北太平洋海域的中高緯環(huán)流形勢發(fā)生了較明顯的變化，影響我國近海海域環(huán)流的經(jīng)向度明顯減小(圖4a)，我國大陸東部及近海呈正距平，且受較為平直的西風(fēng)帶控制，對(duì)應(yīng)該區(qū)域冷空氣活動(dòng)較常年偏弱。由2月海平面氣壓場及距平場(圖4b)可以看出，我國大部地區(qū)仍受高壓系統(tǒng)影響，高壓強(qiáng)度繼續(xù)減弱，高壓中心位于我國新疆北部地區(qū)，中心氣壓為1 020 hPa。影響我國大陸及近海的高壓系統(tǒng)呈明顯的負(fù)距平，表明冷空氣勢力較常年同期仍然偏弱。受其影響，2月我國近海出現(xiàn)了4次大風(fēng)過程，其中2次是由入海氣旋和冷空氣共同影響造成的，1次為冷空氣大風(fēng)過程，1次為溫帶氣旋造成的大風(fēng)過程。另外，2月我國近海出現(xiàn)了3次明顯的海霧過程。

圖4 2021年2月北半球500 hPa平均位勢高度場(等值線)、距平場(色階)(a；單位：dagpm)和海平面氣壓場(等值線)、距平場(色階)(b；單位：hPa)Fig.4 Monthly mean geopotential height (contour) and anomaly (color scale) at 500 hPa (units: dagpm) (a), and monthly mean sea level pressure (contour) and anomaly (color scale) (units: hPa) (b) in the Northern Hemisphere in February 2021

2 我國近海天氣分析

2.1 大風(fēng)過程

2.1.1 概況

2020年冬季，我國近海出現(xiàn)了11次8級(jí)以上大風(fēng)過程，其中冷空氣大風(fēng)過程7次，冷空氣和臺(tái)風(fēng)共同影響的大風(fēng)天氣過程1次，冷空氣和入海氣旋共同影響的大風(fēng)過程2次，溫帶氣旋大風(fēng)過程1次(表1)。

表1 中國近海2020年冬季(2020年12月—2021年2月)主要大風(fēng)過程

2.1.2 2020年12月28日—2021年1月1日大風(fēng)過程

2020年12月28日—2021年1月1日，受西伯利亞強(qiáng)冷空氣南下影響，我國大部分地區(qū)經(jīng)歷了一次寒潮天氣，渤海、渤海海峽、黃海、東海、臺(tái)灣海峽、臺(tái)灣以東洋面、巴士海峽、南海大部海域出現(xiàn)了7～8級(jí)、陣風(fēng)9～10級(jí)的大風(fēng)，其中東海、臺(tái)灣海峽、臺(tái)灣以東洋面風(fēng)力達(dá)9級(jí)、陣風(fēng)10～11級(jí)。

由500 hPa位勢高度場的演變趨勢(圖5)來看，此次寒潮過程屬于“橫槽轉(zhuǎn)豎”型。從路徑上來說，冷空氣源地為新地島以東洋面，并在南移過程中與烏拉爾山冷高壓合并。由12月28日08時(shí)500 hPa高度場(圖5a)可見，我國中東部地區(qū)仍位于緯向環(huán)流中，貝加爾湖以東橫槽持續(xù)發(fā)展，此時(shí)，地面冷高壓占據(jù)了西西伯利亞地區(qū)，高壓中心強(qiáng)度達(dá)到1 052 hPa。脊前冷平流不斷使橫槽發(fā)展，脊后暖平流促使高壓脊不斷加強(qiáng)。至28日20時(shí)，地面冷高壓中心強(qiáng)度已達(dá)到1 081 hPa，主體位于蒙古國西北部，冷空氣前鋒到達(dá)我國內(nèi)蒙古中東部和東北地區(qū)。29日08時(shí)(圖5b)，500 hPa高空槽前偏西氣流中有分裂的短波槽東移，橫槽系統(tǒng)南壓并開始轉(zhuǎn)豎，引導(dǎo)強(qiáng)冷空氣大舉南下，前期經(jīng)新疆北部沿河西走廊南下的冷空氣，與從蒙古高原經(jīng)東北地區(qū)的冷空氣合并后，快速向南推進(jìn)，地面冷高壓強(qiáng)度已達(dá)到1 094 hPa，地面冷空氣主體緩慢南壓，但主體仍位于蒙古國西部。30日08時(shí)(圖5c)，500 hPa高空槽由橫槽系統(tǒng)完全轉(zhuǎn)為豎槽系統(tǒng)，強(qiáng)冷空氣基本上影響我國東部大部地區(qū)及近海海域，850 hPa的24 h變溫場上出現(xiàn)明顯的負(fù)變溫(圖6a)，降溫幅度超過16 ℃，我國近海從渤海到南海大部海域自北向南出現(xiàn)了7～8級(jí)、陣風(fēng)9～10級(jí)的大風(fēng)(圖6b)。31日夜間至1日凌晨，強(qiáng)冷空氣對(duì)我國近海的影響基本結(jié)束。本次大風(fēng)過程的特點(diǎn)是，影響范圍廣、降溫劇烈、大風(fēng)持續(xù)時(shí)間長。

圖5 500 hPa位勢高度場(等值線，單位：dagpm)和海平面氣壓場(色階，單位：hPa)(a. 12月28日08時(shí)，b. 12月29日08時(shí)，c. 12月30日08時(shí))Fig.5 Geopotential height at 500 hPa (contour, units: dagpm) and sea level pressure (color scale, units: hPa) at 08:00 BST on 28 (a), 08:00 BST on 29 (b), and 08:00 BST on 30 (c) December 2020

圖6 12月30日08時(shí)850 hPa的24 h變溫場(a；色階，單位：℃)以及10 m風(fēng)場(b；風(fēng)矢，單位：m·s-1；色階為風(fēng)速大于4 m·s-1的區(qū)域)Fig.6 24 h temperature change (a; color scale, units: ℃) at 850 hPa and wind at 10 m (b; wind vane, units: m·s-1; color scale for wind speed greater than 4 m·s-1) 08:00 BST on 30 December 2020

2.2 海霧

2.2.1 概況

2020年冬季，我國近海出現(xiàn)了4次比較明顯的海霧過程(至少1個(gè)海區(qū)出現(xiàn)大范圍能見度低于1 km的海霧)，其中2021年1月出現(xiàn)1次，2月出現(xiàn)3次(表2)。北部海區(qū)的海霧主要出現(xiàn)在渤海、渤海海峽、黃海北部和中部海域，南部海區(qū)的海霧集中出現(xiàn)在北部灣、瓊州海峽及雷州半島沿岸海域，出現(xiàn)時(shí)段多為夜間至次日早晨。與2019年冬季[2]相比，海霧過程有所減少，強(qiáng)度偏弱。

表2 中國近海2020年冬季(2020年12月—2021年2月)主要海霧過程

2.2.2 2021年1月21—27日海霧過程分析

2021年1月21日凌晨—27日白天，遼東灣、萊州灣、遼東半島沿岸海域、山東半島沿岸、江蘇、長江口沿岸、浙江沿岸、福建沿岸、臺(tái)灣海峽、廣東東部沿岸、雷州半島東部沿岸、瓊州海峽、北部灣出現(xiàn)能見度不足1 km的大霧天氣，最小能見度0 m(青島朝連島)。此次海霧過程是2020年冬季我國近海持續(xù)時(shí)間最長，影響范圍最廣的一次海霧過程，其中瓊州海峽大霧導(dǎo)致全線停航，高峰期?？? 400多輛等待過海的車輛滯留三個(gè)港口，社會(huì)影響較大。瓊州海峽大霧過程分為三個(gè)階段(圖7)：20日14時(shí)—21日02時(shí)，從廣東至海南島東部出現(xiàn)了切變線降水，這個(gè)階段是雨霧混雜的過程，瓊州海峽以輕霧為主；21日20時(shí)—23日14時(shí)，瓊州海峽的海霧晝夜變化明顯，夜間加重，白天減弱，這個(gè)階段以輻射霧為主，該輻射霧主要是前期的降水帶來的充沛水汽及夜間的晴空導(dǎo)致的輻射降溫而造成的；24日08時(shí)—27日14時(shí)，瓊州海峽的海霧晝夜變化不明顯，主要是由低層暖濕大氣移動(dòng)到冷的海面上方，形成的平流冷卻霧，由于這個(gè)時(shí)段內(nèi)的大霧持續(xù)時(shí)間長、影響比較大，因此下面重點(diǎn)分析第三階段的成霧原因。

圖7 2021年1月19日14時(shí)—28日14時(shí)徐聞(a)和海口(b)能見度變化的時(shí)間序列圖(虛實(shí)紅框代表出現(xiàn)能見度小于1 km大霧的時(shí)間段)Fig.7 Time series diagram of visibility change (from 14:00 BST on 19 to 14:00 BST on 28 January 2021)

由24—26日的大尺度環(huán)流背景場(圖略)來看，天氣形勢比較穩(wěn)定，500 hPa的環(huán)流較為平直，我國中東部處于西風(fēng)帶緯向環(huán)流控制區(qū)中，無明顯槽脊活動(dòng)，冷空氣勢力弱。瓊州海峽位于冷高壓后部的均壓場控制，等壓線稀疏，氣壓梯度小，700 hPa受槽前脊后弱的偏南氣流控制，大氣擴(kuò)散能力較差。在這種靜穩(wěn)形勢下，有利于海霧天氣的發(fā)生和維持。海溫條件(圖8a)，北部灣、瓊州海峽及海南島沿岸均處于低海溫區(qū)，海溫在18～20 ℃之間，其中北部灣和瓊州海峽海溫距平也較常年偏低(圖8b)。氣海溫差(圖9a)，瓊州海峽及海南島的東部處于氣海溫差的正值區(qū)，并且氣海溫差在0～2 ℃之間，配合較低的海溫也很有利于冷卻霧的形成。海溫梯度及10 m風(fēng)場(圖9b)，在粵西沿海及瓊州海峽主要是弱的偏東風(fēng)，而海溫梯度較高，氣流沿著海溫梯度方向移動(dòng)，這就會(huì)造成低層暖濕大氣移動(dòng)到冷海面上方冷卻增濕，形成平流冷卻霧。另外，海上大氣逆溫也是海霧持續(xù)的重要條件之一。?？诘奶娇涨€(圖10)顯示，24日08時(shí)和26日20時(shí)，海平面和925 hPa之間存在較明顯的逆溫層，可以抑制近海面對(duì)流的發(fā)展和水汽的擴(kuò)散，從而防止海霧抬升后發(fā)展成低云。27日夜間，受南下冷空氣的影響，瓊州海峽轉(zhuǎn)變?yōu)槠睔饬鳛橹?，低層相?duì)濕度和氣溫降低，逆溫層被破壞，2 m相對(duì)濕度降至80%以下，本次海霧過程結(jié)束。

圖8 2021年1月25日20時(shí)海溫(a)和海溫距平(b)(色階，單位：℃)Fig.8 Sea surface temperature (a) and sea surface temperature anomaly (b) (color scale, units: ℃) at 20:00 BST on 25 January 2021

圖9 2021年1月24日08時(shí)氣海溫差(a；色階，單位：℃)和海面溫度(b；色階及等值線，單位：℃)及10 m風(fēng)場(b；風(fēng)矢，單位：m·s-1)Fig.9 Air-sea temperature difference (a; color scale, units: ℃), sea surface temperature (b; contour, units: ℃) and wind at 10 m (b; wind vane, units: m·s-1) at 08:00 BST on 24 January 2021

圖10 ?？谡総-lnp圖(a. 1月24日08時(shí)；b. 1月 26日20時(shí))Fig.10 The t-lnp diagram of Haikou Station(a. 08:00 BST on 24, b. 20:00 BST on 26, January 2021)

3 熱帶氣旋

3.1 西北太平洋和南海熱帶氣旋概述

表3為2020年冬季中央氣象臺(tái)熱帶氣旋實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)定強(qiáng)和定位簡表。2020年冬季西北太平洋和南海熱帶氣旋活動(dòng)較弱，共有兩個(gè)編號(hào)臺(tái)風(fēng)生成(表3)，與1949—2019年平均值(1.9個(gè))相當(dāng)。2020年第23號(hào)臺(tái)風(fēng)“科羅旺”于12月20日17時(shí)生成，生成位置位于(114.1°E，9.8°N)，生成時(shí)中心附近最大風(fēng)速為23 m·s-1，中心海平面氣壓為990 hPa，“科羅旺”生成后由西行路徑轉(zhuǎn)向西偏南方向移動(dòng)并逐漸減弱(圖11a)，

表3 2020年冬季(2020年12月—2021年2月)西北太平洋和南海熱帶氣旋活動(dòng)簡表

21日17時(shí)停止編號(hào)，受其與冷空氣的共同影響，12月18—22日，東海南部海域、臺(tái)灣海峽、臺(tái)灣以東洋面、巴士海峽、北部灣、南海大部海域出現(xiàn)了7～8級(jí)、陣風(fēng)9～10級(jí)的大風(fēng)，其中臺(tái)灣海峽、南海南部的部分海域風(fēng)力達(dá)9級(jí)、陣風(fēng)10～11級(jí)。另外，2021年第1號(hào)臺(tái)風(fēng)“杜鵑”于2月18日14時(shí)生成，生成位置是(132.2°E，7.3°N)，生成時(shí)中心附近最大風(fēng)速為25 m·s-1，中心海平面氣壓為985 hPa，“杜鵑”生成后先是轉(zhuǎn)向西偏南方向移動(dòng)，爾后又轉(zhuǎn)為西北方向移動(dòng)(圖11b)，并逐漸減弱，22日08時(shí)停止編號(hào)，“杜鵑”對(duì)我國近海海區(qū)基本無影響。

圖11 2020年冬季熱帶氣旋“科羅旺”(a)和“杜鵑”(b)路徑圖Fig.11 Tracks of typhoon KROVANH (a) and DUJUAN (b) in winter 2020

3.2 全球其他海域熱帶氣旋概況

2020年冬季(2020年12月—2021年2月)，除西北太平洋和南海之外，全球其他海域共生成熱帶氣旋16個(gè)，分別為南太平洋4個(gè)、南印度洋7個(gè)、澳大利亞附近海域4個(gè)、北印度洋1個(gè)，東太平洋和大西洋無熱帶氣旋生成(表4)。同歷史平均(1981—2010年平均，其中南印度洋為2000—2010年平均)個(gè)數(shù)對(duì)比來看，南太平洋、南印度洋、大西洋及東太平洋生成氣旋個(gè)數(shù)比平均個(gè)數(shù)(分別為5.4個(gè)、15.3個(gè)、0.1個(gè)、0.1個(gè))偏少，北印度洋比平均個(gè)數(shù)(0.7個(gè))偏多。其中，南太平洋的“YASA”以及南印度洋的“FARAJI”均達(dá)到了我國超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)級(jí)強(qiáng)度。

表4 2020年冬季(2020年12月—2021年2月)全球其他海域熱帶氣旋統(tǒng)計(jì)表

4 海洋概況

4.1 浪高

通過分析ERA5再分析資料的浪高場，2020年冬季(2020年12月—2021年2月)，我國近海浪高在2 m以上的海浪過程有14次(表5)，這14次大浪過程基本與大風(fēng)過程相對(duì)應(yīng)，但浪高的大小受風(fēng)時(shí)風(fēng)區(qū)、波浪的成長與傳遞以及地形等因素影響，因此大風(fēng)過程的時(shí)間與大浪過程并不完全一致。

表5 中國近海2020年冬季(2020年12月—2021年2月)主要大浪(2 m以上)過程

隨著季節(jié)轉(zhuǎn)變以及冷空氣活動(dòng)的頻繁，2020年12月，我國近海大于2 m浪高的過程有7次，日數(shù)為25 d；2021年1月，大于2 m的浪高過程3次，日數(shù)減少到17 d；2月，我國近海大于2 m浪高的過程有4次，日數(shù)繼續(xù)減少到12 d。2020年冬季，我國近海出現(xiàn)2 m以上大浪過程的天數(shù)有54 d，約占冬季總?cè)諗?shù)的60%。

由月平均浪高場分布(圖12)可以看出，2020年12月，隨著冷空氣活動(dòng)的進(jìn)一步增強(qiáng)和活躍，我國近海2 m以上浪高海域面積較大，東海南部海域、臺(tái)灣海峽、臺(tái)灣以東洋面、巴士海峽、南海大部海域的月平均浪高均在2 m以上，大值區(qū)位于臺(tái)灣海峽、巴士海峽及南海北部和中部海域，浪高中心達(dá)3.5 m及以上。2021年1月，我國近海海域的浪高有所減小，并且月平均浪高大于2.5 m以上浪高海域有所南壓，主要位于臺(tái)灣海峽、臺(tái)灣以東洋面、巴士海峽、南海大部海域，大值區(qū)位于南海中東部和西南部海域，浪高中心達(dá)3.0～3.5 m。2月，隨著冷空氣活動(dòng)的進(jìn)一步減弱，我國近海海域各個(gè)海區(qū)的月平均浪高明顯減小，除了南海東北部的部分海域以外，我國近海海域各個(gè)海區(qū)的月平均浪高均低于2.5 m。

圖12 2020年冬季逐月平均浪高(a. 2020年12月，b. 2021年1月，c. 2021年2月；色階，單位：m)Fig.12 Monthly mean wave height in winter 2020 (color scale, units: m; a. December in 2020, b. January in 2021, c. February in 2021)

4.2 海面溫度

圖13和圖14分別給出了2020年冬季(2020年12月—2021年2月)我國近海海面溫度及其距平場的逐月分布演變。由逐月平均海溫分布(圖13)可以看出，我國近海海域海溫隨時(shí)間逐漸降低，北部海域降溫更為明顯，渤海12月的海面溫度在6～10 ℃之間，1月為0～6 ℃，2月溫度繼續(xù)降低，海面溫度為0～4 ℃。黃海12月海面溫度在8～14 ℃之間，1月為6～12 ℃，2月為3～10 ℃，黃海在冬季海面溫度平均每月降低2～3 ℃。東海海面溫度平均每月降低1～2 ℃，降溫幅度小于渤海和黃海，因此東海的海溫梯度明顯增大。南海的海面溫度降溫幅度不明顯，南海東南部的最高海面溫度一直維持在27～28 ℃。我國東部和南部海域海溫呈現(xiàn)西北—東南向梯度分布，海溫最低的渤海與最高的南海東南部的溫差在冬季由23 ℃加大到27 ℃，南北溫度差距明顯。

圖13 2020年冬季逐月平均海面溫度(a. 2020年12月，b. 2021年1月，c. 2021年2月；色階，單位：℃)Fig.13 Monthly mean sea surface temperature in winter 2020 (color scale, units: ℃; a. December in 2020, b. January in 2021, c. February in 2021)

圖14 2020年冬季逐月平均海面溫度距平場(a. 2020年12月，b. 2021年1月，c. 2021年2月；色階，單位：℃)Fig.14 Monthly mean sea surface temperature anomaly in winter 2020 (color scale, units: ℃; a. December in 2020, b. January in 2021, c. February in 2020)

由逐月平均海溫距平分布(圖14)來看，2020年12月，我國近海大部海域呈明顯的正距平，海溫較氣候態(tài)偏高；北部灣及南海西北部海域海溫較氣候態(tài)略偏低。由于2020年12月和2021年1月影響我國近海海域的冷空氣勢力較為活躍，2021年1月，渤海西部、東海西部沿岸海域、臺(tái)灣海峽、南海西北部沿岸海域以及北部灣的海溫呈明顯的負(fù)距平，海溫較常年同期偏低。2月，黃海西南部海域、東海西部海域以及南海東北部海域的海溫呈較明顯的正距平，海溫較常年同期偏高，與2月影響我國近海的冷空氣強(qiáng)度較常年同期偏弱相對(duì)應(yīng)。

5 小結(jié)

2020年冬季，北半球極渦呈偶極型分布，中高緯呈3波型分布。歐亞大陸中高緯環(huán)流的經(jīng)向度較大，冷空氣勢力整體較常年同期偏強(qiáng)，尤其是2020年12月—2021年1月的冷空氣活動(dòng)較為頻繁。具體天氣總結(jié)如下：

1)我國近海出現(xiàn)了11次8級(jí)以上大風(fēng)過程，其中冷空氣大風(fēng)過程7次，冷空氣和入海氣旋共同影響的大風(fēng)過程2次，冷空氣和臺(tái)風(fēng)共同影響的大風(fēng)天氣過程以及溫帶氣旋大風(fēng)過程各1次。其中2020年12月28日—2021年1月1日的這次大風(fēng)過程是受強(qiáng)冷空氣(寒潮)的影響，我國近海從渤海到南海大部海域自北向南出現(xiàn)了7～8級(jí)、陣風(fēng)9～10級(jí)的大風(fēng)，本次過程的特點(diǎn)是影響范圍廣、降溫劇烈、氣溫低、大風(fēng)持續(xù)時(shí)間長。

2)我國近海出現(xiàn)大范圍的海霧過程4次，海霧區(qū)域主要出現(xiàn)在渤海、渤海海峽、黃海北部和中部海域、瓊州海峽、雷州半島沿岸海域及北部灣，出霧時(shí)段多集中于夜間至早晨。其中2021年1月21日凌晨—27日白天的這次海霧過程是2020年冬季我國近海持續(xù)時(shí)間最長(分為三個(gè)階段)，影響范圍最廣的一次海霧過程，尤其是24日08時(shí)—27日14時(shí)，瓊州海峽出現(xiàn)了持續(xù)時(shí)間較長的大霧天氣，導(dǎo)致海峽內(nèi)全線停航，高峰期?？诙噍v車輛滯留，社會(huì)影響較大。

3)西北太平洋和南海共生成2個(gè)熱帶氣旋；全球其他海域共生成熱帶氣旋 16個(gè)，分別為南太平洋4個(gè)、南印度洋7個(gè)、澳大利亞附近海域4個(gè)、北印度洋1個(gè)，東太平洋和大西洋無熱帶氣旋生成。

4)我國近海浪高2 m以上的海浪過程有14次，大浪過程基本與大風(fēng)過程相對(duì)應(yīng)，但不完全一致。大浪的海區(qū)主要集中在東海南部、臺(tái)灣海峽、臺(tái)灣以東洋面、巴士海峽、北部灣及南海。我國近海出現(xiàn)2 m以上大浪過程的天數(shù)有54 d，約占冬季總?cè)諗?shù)的60%。

5)2020年冬季，我國近海海域呈逐漸降溫的過程，且北部海域的降溫幅度明顯大于南部海域，海面溫度從北到南的溫差逐漸增大。由逐月平均海溫距平分布來看，2020年12月和2021年2月，我國近海大部海域呈明顯的正距平，海溫較氣候態(tài)偏高；2021年1月，我國近海大部海域呈明顯的負(fù)距平，海溫較氣候態(tài)偏低，這與2021年1月影響我國近海海域的冷空氣活動(dòng)較為頻繁有關(guān)。