黄渤海风浪流等海洋水文要素特征分析Word格式.docx

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smarineconstruction,in-depthunderstandingofhydrologicenvironmentcharacteristicsofmarine,providesecurityisimminentforOceanEngineering.Inthisstudy,theoceanenvironmentintheBohaiSeaandYellowSeasuchasseasurfacewindfield,wavefield,Tidalcurrent,fog,salinity,SeaSurfaceTemperaturewereanalyzed,whichcanprovideguidancetoDisasterpreventionandmitigation,navigation,marinesecurity,oceanengineering,oceanenergydevelopmentandutilizationofresources.

Keywords:

BohaiSeaandYellowSea;

seasurfacewindfield;

wavefield;

Tidalcurrent;

fog;

salinity;

SeaSurfaceTemperature

1引言

海洋是人类最大的资源宝库，又是未来高技术局部战争的主要战场，既关系到国家安全战略，又关系到国家和民族的长远利益[1-5]，“谁能控制海洋，谁就能控制世界”[6]。

海洋防卫力量，海洋资源，海洋环境，海洋空间，海洋开发和管理能力，是综合国力的重要组成部分。

近海和二岛链海域对我国在航海、渔业、军事、矿物勘探、海洋工程等诸多领域具有非常重要的意义。

开发利用海洋，必须充分了解海洋水文环境特征，做到“开发利用海洋，评价和规划先行”[7-13]，方可有效避免盲目开发。

海洋水文环境对军事的影响主要表现在：

对舰船自身船体及操纵的影响、登陆作战、导弹击水概率、舰炮射击精度、布设鱼水雷、舰载机的起降、反潜、海上搜救、非战斗减员（人员晕动病）、潜艇航行安全、隐蔽、潜坐、通信、补给等诸多方面[14-22]，海军尤其关注海表风场、海浪场、潮汐潮流、海雾、盐度、SST（海表温度——SeaSurfaceTemperature）等要素。

本文根据日常保障经验，结合相关理论，对黄渤海的海洋水文特征进行分析，为防灾减灾、航海、海洋水文保障、海洋工程、海洋能资源开发利用提供科学依据。

2黄渤海地理特征

渤海（BohaiSea）：

位于大连西边，是一个近封闭的内海，海域面积7.7万km2，平均水深18m，最大水深85m，小于30m的范围占总面积的95％，海底平坦，多为泥沙和软泥质，地势呈由三湾向渤海海峡倾斜的态势。

渤海背靠我国心脏地区，是京津的门户，在国防上有极重要的意义。

渤海海峡（BohaiStrait）：

辽东半岛老铁山和山东半岛蓬莱角之间，南北相距57nmile，其间南北纵列40多个大小岛屿，在岛屿之间形成了8条宽窄不等的水道。

这些水道经过潮流长期的反复来回冲刷，被切割的又陡又深，海峡中间经常是狂风劲吹、白浪滔天。

庙岛群岛散布于海峡之中，把渤海海峡分成八个主要水道。

各水道的宽度和深度都不一，但总的来讲，北面的宽而深，南面的窄而浅。

渤海海峡北面的老铁山水道，是外海水进入渤海的主要通道；

而南面的水道是渤海水流出渤海的主要通道。

由于渤海海峡的地形复杂，这里的水文气象状况也很复杂。

黄海（YellowSea）：

东依朝鲜半岛，北靠辽东半岛，西连渤海和山东，苏北海岸，南面以长江口与济洲岛南端的联线与东海为界，黄海后方为京津、华北、东北等重要政治经济区，海域面积38万km2，平均水深44m（北黄海平均深38m，南黄海平均深46m），由东南向北逐渐变浅，近岸水深多在60米以内，唯南黄海中央及东南水深在80米以上，最大深度位于济州岛北侧深140米。

黄渤海深浅不一、海底地形复杂，海洋水文保障难度较大。

3海洋水文特征

3.1海表风场、海浪场特征

利用1999年8月至2009年7月的QN混合风场，统计了黄渤海的海表风场特征。

QN（QuikSCAT/NCEP）混合风场是对卫星散射计（QuikSCAT）观测数据和美国国家环境预报中心（NCEP）分析数据进行时空混合分析的结果，其空间范围为：

88°

S～88°

N，0°

E～360°

E，时间范围从1999年8月至2009年7月，其空间分辨率为0.5°

×

0.5°

，时间分辨率为6小时。

QN风场具有很高的精度和时空分辨率，常被用作模拟天气过程的驱动场。

经验证表明，Zheng等模拟的中国海海浪数据具有较高精度，本文利用Zheng等模拟的海浪场数据，统计了黄渤海的海浪场特征。

风向、波向：

春季，黄渤海温带气旋活动频繁，风向不稳定，风浪浪向分布散乱，渤海及黄海北部海域偏南向浪增加很快，偏南向浪总频率逐渐大于偏北向浪总频率。

黄海中、南部海域仍有较多的偏北向的风浪，北向风浪频率为15%-20%。

夏季，受来自太平洋东南季风的影响。

渤海由于地形影响，东南季风不太明显。

渤海北部海域以南一西南向浪为主，频率最大达26%，偏南向浪（东南至西南，下同）的总频率为35%--50%。

渤海南部海域以东南一南向浪为主，频率为25%，偏南向浪的总频率为35%-40%。

黄海受来自太平洋东南季风的影响明显，以南一东南向浪为主，南一东南向浪频率最大达30%-35%，黄海偏南向浪的总频率为40%-55%。

秋季，同春季一样，渤海和黄海浪向分散，渤海及黄海北部仍以偏南向浪为主，频率在16%-25%之间，渤海海峡、黄海北部已开始转向为北向浪为主，频率较小，在15%-20%之间，黄海中、南部海域已开始转向为北向浪为主，频率在20%--30%之间。

冬季，渤海以北向浪为主，北向浪的频率为25%，渤海北部海域东北向浪为次，渤海南部海域西北向浪为次，频率均为16%。

渤海偏北向浪（东北至西北，下同）的总频率为45%。

黄海以北向浪为主，频率为30%，黄海北部海域以西北浪为次，黄海中、南部海域以北北东向浪为次，频率均为20%～25%。

黄海偏北向浪的总频率为55%。

中国海海浪波高波向的季节特征请见图1a-图1e。

有效波高（SWH——SignificantWaveHeight）、海表风速：

渤海和黄海月平均波高变化在0.5--2.0m之间，基本特点是冬季高，秋季次之，春、夏季最小。

渤海冬季月平均波高最大为1.5m，夏季月平均波高最小为1.0m。

黄海北部冬季月平均波高最大为1.5m，夏季月平均波高最小为0.5m。

黄海中部冬季月平均波高最大为1.8m，夏季月平均波高最小为1.0m。

黄海南部冬季月平均波高最大为2.0m，夏季月平均波高最小为l.0m。

海表风速的分布特征与有效波高分布特征较为相似。

波周期：

渤海和黄海月平均周期变化于2.3-7.0s之间。

基本特点:

黄海南部月平均周期大于渤海和黄海北部月平均周期。

渤海冬季月平均周期最大为3.8s,夏季月平均周期最小为2.5s。

黄海北部冬季月平均周期最大为5.4s，夏季月平均周期最小为2.3s。

黄海中部冬季月平均周期最大为4.9s，夏季月平均周期最小为2.9s。

黄海南部冬季月平均周期最大为7.0s，夏季月平均周期最小为3.3s。

为了便于观察，波高以背景色表示，波向均取矢量箭头，波高单位：

m

Fig.1ChinaSeawavefieldinspring（a）andautumn（b）,significantwaveheightunit:

m

3.3海雾

我国沿岸海域的海雾，总的趋势是北多南少。

年平均有雾日数：

黄海和东海较多，渤海和南海一般较少。

辽东半岛东部、山东半岛的成山头至青岛、长江口至福建北茭和琼州海峡一带为多雾区，其中成山角年均雾日为83天，最多一年达96天，最长连续雾日有长达27天的记录，有“雾窟”之称。

黄渤海的海雾又以平流雾出现频率最高，辐射雾次之，其次是蒸发雾，冬、春季和夏初，沿岸多海雾，尤以7月最多。

3.4潮汐潮流

潮汐：

黄渤海的潮汐主要是太平洋的潮波传入所产生的，在受到各海区的地转和地形的影响下，产生各自的潮波系统。

渤海，只有秦皇岛和黄河口附近为正规全日潮，其外围环状区域为不正规全日潮，此外的大部分海区均为不正规半日潮。

潮差大多为2-3m，渤海海峡区平均为2m左右。

沿岸平均潮差以秦皇岛附近最小，不到2m。

最大在辽东湾顶，营口达5.4m，其次在渤海湾顶，塘沽达5.1m。

黄海，除成山头以东、海州湾和济州岛附近为不正规半日潮外，大部分海区均为正规半日潮。

潮差一般是海区中部小而近岸大，东岸一般又比西岸大。

朝鲜半岛的西侧，潮差一般为4～8m，最大在仁川附近，可达11m，是世界有名的大潮差区。

中国大陆沿岸潮差一般为2～4m，成山头附近最小，还不到2m。

然而西岸也有潮差较大之处，例如掠港至小洋口一带，平均可达3．9m以上。

潮流：

潮流的大小与潮差成正比，黄渤海除个别地方外，都是半日潮流和不正规半日潮流，渤海潮流的流速一般约1-2节，葫芦岛、秦皇岛及登州头附近为2.5-3节，渤海海峡老铁山水道近岸最大潮流流速可达6.3节。

黄海潮流多为回转式，海区中央流速小，约l节，近岸大，而东岸又比西岸更大。

我国沿岸在2节左右，个别地区达3节，最大流速出现在成山头附近，可达3-4节。

为了便于观察，流速以背景色表示，流向均取矢量箭头，流速单位：

m/s

Fig.4CurrentintheChinaSeainApril,unit:

m/s

3.5盐度、SST

中国海表层海水盐度主要受大陆径流、外海流入的高盐海水的影响，其次是蒸发、降水量等的影响，渤海年平均盐度值约为30，黄海约为31；

渤海海域SST的年平均值约为12℃，黄海约16℃。

4展望

海洋水文环境研究是一项长远、意义重大的工作，“开发利用海洋，评价和规划先行”，避免盲目开发，深入研究我国近海乃至整个全球海域的海洋水文环境特征，可为防灾减灾、航海、海洋水文保障、海洋工程、海洋能资源开发利用提供科学依据，促进我国“由黄水迈向蓝水”。

参考文献：

[1]郑崇伟，潘静，田妍妍，等.全球海域风浪、涌浪、混合浪波候图集[M].北京：

海洋出版社，2012.ZHENGChong-wei，PANJin,TIANYan-yan,etal.WaveClimateAtlasofWindSea,SwellandMixedWaveinGlobalocean[M].OceanPress.2012.

[2]郑崇伟，苏勤，刘铁军.1988-2010年中国海波浪能资源模拟及优势区域划分[J].海洋学报，2013，35（3）：

104-111.

[3]郑崇伟，林刚，邵龙潭.1988-2010年中国海大浪频率及其长期变化趋势[J].厦门大学学报（自然科学版），2013，52（3）：

395-399.

[4]ZHENGChong-Wei,ZHUANGHui,LIXi,etal.WindEnergyandWaveEnergyResourcesAssessmentintheEastChinaSeaandSouthChinaSea[J].ScienceChinaTechnologySciences,2012,55

（1）:

163-173.

[5]ZhengChong-wei,PanJing,LiJia-xun.AssessingtheChinaSeaWindEnergyandWaveEnergyResourcesfrom1988to2009[J].OceanEngineering,2013,65:

39-48.

[6]ZHENGChong-wei,LIXun-qiang.?

Long-TermTrendofSeaSurfaceWindSpeedand（WindWave,Swell,MixedWave）WaveHeightinGlobalOceanDuringtheLast44Years[J].ActaOceanologicaSinica,inpress.

[7]郑崇伟，李训强，潘静.1957-2002年南海——北印度洋海浪场波候特征分析[J].台湾海峡，2012，31（3）：

317-323.

[8]郑崇伟，潘静.全球海域风能资源评估及等级区划[J].自然资源学报，2012，27（3）：

364-371.

[9]郑崇伟，李训强.基于WAVEWATCH-III模式的近22年中国海波浪能资源评估[J].中国海洋大学学报（自然科学版），2011，41（11）：

5-12.

[10]郑崇伟.基于CCMP风场的近22年中国海海表风场特征分析[J].气象与减灾研究，2011，34（3）：

41-46.

[11]郑崇伟，张霞.基于WAVEWATCH-III模式的近10年南海波候统计分析[J].气象与减灾研究，2011，34

（1）：

48-55.

[12]郑崇伟，李训强．基于WAVEWATCH-III模式的近22年中国海波浪能资源评估[J]．中国海洋大学学报：

自然科学版，2011，41（11）：

5-12．

[13]郑崇伟，郑宇艳，陈洪春.基于SWAN模式的近10年南海北部波浪能资源研究[J].亚热带资源与环境学报，2011，6

（2）：

54-59.

[14]郑崇伟.西沙海域波浪能、风能资源开发的可行性研究[C].海洋经济发展与海岛保护，北京：

海洋出版社，2011.400-415.

[15]郑崇伟，刘志宏.永暑礁附近海域波浪能资源研究[J].军事气象水文，2012，6：

16-19.

[16]郑崇伟，刘志宏.钓鱼岛、黄岩岛海域风能及波浪能开发环境分析[J].海洋预报，录用待刊.

[17]郑崇伟，刘志宏.钓鱼岛、黄岩岛附近海域风、浪特征分析[J].军事气象水文，录用待刊.

[18]郑崇伟，周林，刘志宏.近45年大西洋波候统计分析[J].海军大连舰艇学院学报，2011，34

（2）：

50-53.

[19]郑崇伟，周林.近10年南海波浪特征分析及波浪能研究[J]，太阳能学报，2012，33（8）：

1349-1356.

[20]郑崇伟，周林.西沙、南沙海域波浪及波浪能季节变化特征[J].海洋科学进展，2011，29（4）：

419-426.

[21]郑崇伟，林刚，孙岩，等.近45年太平洋波浪特征分析[J].热带海洋学报，2012，31（6）：

6-12.

[22]郑崇伟，林刚，孙岩.近22年南海波浪能资源模拟研究[J].热带海洋学报，2012，31（6）：

13-19.