傅 剛，宋亞娟，2

（1.中國(guó)海洋大學(xué)海洋環(huán)境學(xué)院，山東青島266100；2.國(guó)家海洋局第一海洋研究所海洋環(huán)境科學(xué)和數(shù)值模擬國(guó)家海洋局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島266061）

北太平洋海霧發(fā)生頻率的氣候特征?

傅 剛1，宋亞娟1，2

（1.中國(guó)海洋大學(xué)海洋環(huán)境學(xué)院，山東青島266100；2.國(guó)家海洋局第一海洋研究所海洋環(huán)境科學(xué)和數(shù)值模擬國(guó)家海洋局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島266061）

利用1909—2008年共100年間的國(guó)際綜合海洋-大氣資料集（International Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set，ICOADS）對(duì)北太平洋和東亞海域海霧的發(fā)生頻率及海霧發(fā)生時(shí)主要?dú)庀笠靥卣鬟M(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn)，北太平洋海霧主要發(fā)生在中高緯度海域，從北海道到阿留申群島以南的海域是海霧發(fā)生頻率較大的地區(qū)，海霧發(fā)生頻率的最大值在40%以上，而在低緯度海域海霧頻率幾乎為零。4～8月是北太平洋上發(fā)生海霧較為頻繁的季節(jié)，4～7月中國(guó)近海海霧主要發(fā)生在黃海、東海和渤海海域。6月份山東半島以南海域海霧最大頻率可達(dá)20%，進(jìn)入8月后，海霧頻率突然降低到5%以下。海霧發(fā)生時(shí)，千島群島以東海域風(fēng)向主要以南風(fēng)為主，其次為東南風(fēng)和西南風(fēng)居多，海上風(fēng)速在4.4～12.3 m·s-1之間。海霧發(fā)生時(shí)氣溫通常接近于露點(diǎn)溫度，甚至有部分低于露點(diǎn)溫度。海霧發(fā)生前，千島群島以東海域上氣海溫差多在-1～3℃之間。

海霧發(fā)生頻率；北太平洋；海氣溫差；氣象要素

海霧是海上、岸濱和島嶼地區(qū)上空低層大氣中，由于水汽凝結(jié)而產(chǎn)生的大量水滴（或冰晶），使得大氣水平能見(jiàn)度小于1000m的危險(xiǎn)性天氣現(xiàn)象［1］。海霧對(duì)人類活動(dòng)有很大影響，與海霧相伴隨的大氣低能見(jiàn)度對(duì)航運(yùn)、港口活動(dòng)、海上漁業(yè)、平臺(tái)作業(yè)、軍事以及沿岸航空和公路交通等會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重危害［2-3］。

海霧的氣候統(tǒng)計(jì)研究成果相對(duì)較少，最主要的原因是缺乏海上實(shí)測(cè)資料，對(duì)海霧的變化規(guī)律難以判斷。較早時(shí)期主要采用陸地霧的經(jīng)驗(yàn)方法來(lái)預(yù)報(bào)海霧的出現(xiàn)和消亡，從天氣學(xué)和氣候?qū)W的角度出發(fā)，主要關(guān)注霧日數(shù)、霧季、頻率、日變化、持續(xù)時(shí)間等物理要素，通過(guò)這種分析方法大致得到海霧分布規(guī)律。但海霧不是孤立的天氣系統(tǒng)，而是在一定的大氣環(huán)流背景和氣象水文要素影響下發(fā)生、發(fā)展的，與海洋和大氣環(huán)境中的熱力、動(dòng)力過(guò)程有密切的聯(lián)系。1938年，在Matthew Maury的研究工作基礎(chǔ)上，美國(guó)科學(xué)家繪制了世界海洋氣候圖集，最早給出了世界大洋上海霧的粗略分布［4-5］。王彬華討論了海霧的定義和分類、水文氣象特征、物理性質(zhì)，在前人研究的基礎(chǔ)上，綜合分析了世界大洋上海霧發(fā)生頻率的分布和季節(jié)變化［1］。張紅巖等對(duì)黃海春季海霧年際變化進(jìn)行了分析，總結(jié)了適合海霧發(fā)展的大氣環(huán)流背景場(chǎng)特點(diǎn)，并獲得海霧與氣候要素場(chǎng)之間的關(guān)系［6］。周發(fā)琇、王鑫等采用合成和個(gè)例分析結(jié)合的方法，對(duì)黃海沿岸春夏季海霧的大氣環(huán)流條件、水汽輸送條件和海面條件進(jìn)行了分析［7-8］。張?zhí)K平選擇52個(gè)代表性較好的濱海氣象站、海洋站、海拔高度較低的島嶼站，在中國(guó)氣象局1971—2000年整編資料及再分析資料基礎(chǔ)上分析了中國(guó)近海地區(qū)的霧日數(shù)分布，指出，中國(guó)沿海自南向北有5個(gè)相對(duì)多霧區(qū)：雷州半島和瓊州海峽、福建沿海、舟山群島、青島-潮連島附近海域、成山頭附近海域［9］。傅剛等分析了我國(guó)黃海和東海海霧的分布特征，以及影響海霧生成、維持和消散的環(huán)境要素條件［10］。以上研究成果加深了人們對(duì)海霧的理解，為中國(guó)沿海海霧預(yù)報(bào)提供了參考依據(jù)。

以往對(duì)海霧分布和氣象水文要素的研究大部分是利用月平均資料，沿岸或離岸較近的常規(guī)氣象觀測(cè)資料，以及近岸浮標(biāo)觀測(cè)資料。本文利用1909—2008年共100年間的船舶觀測(cè)資料，研究北太平洋海域的海霧頻率分布特征，對(duì)海霧發(fā)生時(shí)的水文氣象要素特征進(jìn)行分析，討論可能引起海霧發(fā)生發(fā)展的海洋與大氣環(huán)境條件。

1 資料和方法

本文使用的資料是由美國(guó)海洋大氣局（The National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）地球研究實(shí)驗(yàn)室、NOAA國(guó)家氣候數(shù)據(jù)中心和美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)大氣研究中心的合作下建立的最新國(guó)際綜合海洋-大氣資料集（InternationalComprehensive Ocean-Atmosphere Data Set，ICOADS，網(wǎng)址http：∥icoads.noaa.gov／products.html）［11］，從1784年至今已有超過(guò)2億次觀測(cè)報(bào)告，是目前世界上最全面、觀測(cè)數(shù)據(jù)量最大的海上觀測(cè)資料集。其中，海表面觀測(cè)資料主要是通過(guò)多個(gè)國(guó)家的船舶（商船、軍隊(duì)船只、科學(xué)考察調(diào)查船）、錨定浮標(biāo)和漂流浮標(biāo)、沿海觀測(cè)站以及海上平臺(tái)觀測(cè)得到的，范圍覆蓋全球海域。從1980年以后，海上觀測(cè)設(shè)備和方式多樣化，傳統(tǒng)的船舶觀測(cè)數(shù)量在逐漸減少，取而代之的是浮標(biāo)觀測(cè)。至2002年，通過(guò)漂流浮標(biāo)和系留浮標(biāo)得到的觀測(cè)報(bào)告數(shù)量已經(jīng)占80%以上。本文中使用了1909—2008年共100年的資料，用以計(jì)算海霧發(fā)生頻率。

本文主要結(jié)合ICOADS資料中大氣能見(jiàn)度和天氣狀態(tài)這2個(gè)氣象參量來(lái)判斷海霧是否發(fā)生，在此只考慮大氣能見(jiàn)度小于1000m的情況，并結(jié)合天氣狀況進(jìn)行判斷，排除由于降水（雨、雪等）所造成的大氣能見(jiàn)度降低的情況。通過(guò)對(duì)原始資料進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)和控制，消除了海上氣象要素觀測(cè)受觀測(cè)環(huán)境、觀測(cè)設(shè)備和通訊條件等影響而可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，主要采取了以下措施：（1）對(duì)氣象要素進(jìn)行氣候?qū)W檢驗(yàn)，根據(jù)物理量的平均數(shù)值范圍進(jìn)行判斷，將顯著偏離氣候平均值的異常氣象要素排除；（2）根據(jù)ICOADS資料中每一個(gè)氣象要素的質(zhì)量控制標(biāo)記，篩選可信度高的資料，將可信度低的數(shù)據(jù)排除；（3）根據(jù)船舶呼號(hào)、觀測(cè)時(shí)間、觀測(cè)點(diǎn)經(jīng)緯度和觀測(cè)內(nèi)容對(duì)每組觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行逐一檢驗(yàn)，刪除重復(fù)報(bào)告；（4）對(duì)大氣能見(jiàn)度降低的原因進(jìn)行分析，排除由于降水等因素使大氣能見(jiàn)度降低的觀測(cè)報(bào)告。

ICOADS實(shí)測(cè)報(bào)告中不僅包含大氣能見(jiàn)度，還有同時(shí)刻的風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度等背景場(chǎng)資料。通過(guò)對(duì)ICOADS資料初步分析發(fā)現(xiàn)，1982年前，ICOADS中個(gè)別物理量數(shù)據(jù)的缺測(cè)較多，如露點(diǎn)溫度、海表面氣溫等，1982年后缺側(cè)情況明顯減少，且增加了天氣現(xiàn)象的觀測(cè)，可以更加準(zhǔn)確地判斷海霧是否發(fā)生。因此本文利用1982—2008年共27年的資料，分析海霧發(fā)生時(shí)主要?dú)庀笠氐奶卣鳌?/p>

為分析北太平洋上海霧的時(shí)空分布特征，首先對(duì)海霧的發(fā)生頻率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。將研究區(qū)域劃分為多個(gè)2（°）×2（°）的網(wǎng)格①本文將研究海域分別劃分為1（°）×1（°）、2（°）×2（°）、3（°）×3（°）、4（°）×4（°）、5（°）×5（°）的網(wǎng)格，對(duì)每一種網(wǎng)格下的海霧頻率做了分析，發(fā)現(xiàn)分布特征大體類似。試驗(yàn)結(jié)果表明，劃分的網(wǎng)格大小不會(huì)對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生實(shí)質(zhì)的影響。文中選取2°×2°的網(wǎng)格，兼顧了研究問(wèn)題的細(xì)致程度和圖示效果。，統(tǒng)計(jì)每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)大氣能見(jiàn)度小于1000m的次數(shù)和總的觀測(cè)次數(shù)，進(jìn)而得到海霧發(fā)生的相對(duì)頻率，即：相對(duì)頻率=海霧發(fā)生次數(shù)／總觀測(cè)次數(shù)。

2 結(jié)果分析

2.1北太平洋海霧頻率的時(shí)空分布特征

圖1為利用1909—2008年共100年資料平均得到的北太平洋海霧頻率逐月分布圖。如圖1（a）所示，1月份大部分海面上的海霧頻率在10%以下，海霧主要發(fā)生在40°N以北海域。千島群島附近海域、堪察加半島兩側(cè)以及白令海峽以南的部分海域海霧頻率在10%左右。在東太平洋阿拉斯加灣以南的海域同樣存在1個(gè)大值區(qū)，最大頻率為6%。海霧頻率呈現(xiàn)“西多東少”的特征。2月份，位于堪察加半島東側(cè)和千島群島一帶海霧頻率為10%的區(qū)域已連成一片，白令海峽以南海域海霧頻率增大，最大值超過(guò)14%。東北太平洋海面上海霧頻率仍為6%。從等值線的彎曲程度來(lái)看，美國(guó)西海岸海霧頻率明顯增大。北太平洋低緯度海域（30°N以南）的海霧頻率在5%以下，海霧發(fā)生頻率比較?。ㄒ?jiàn)圖1（b））。進(jìn)入3月份后，千島群島海域和白令海的海霧頻率仍大于10%，除了北太平洋中高緯度海域，大部分海域海霧頻率仍在5%以下（圖見(jiàn)1（c））。1～3月正值北半球冬季和初春，海霧頻率呈現(xiàn)“西多東少”的分布特征。對(duì)比王彬華［1］給出的北太平洋海霧頻率逐月分布圖，海霧發(fā)生海域范圍有共同點(diǎn)，基本都位于45°N以北的中高緯度地區(qū)，但海霧頻率的緯向分布特征不同。王彬華［1］指出，1～3月整個(gè)大洋上海霧頻率呈現(xiàn)“西少東多”特征，即阿拉斯加灣以南、美國(guó)西海岸是北太平洋發(fā)生海霧最多的地區(qū)，海霧頻率均在10%以上，而西北太平洋上的海霧頻率在2%～5%之間。

圖1（d）為4月份海霧頻率分布圖。進(jìn)入4月份后，海霧頻率明顯增大，2%等值線向南擴(kuò)展到30°N附近，海霧發(fā)生區(qū)域向南延伸至中緯度地區(qū)。千島群島海域的海霧頻率范圍擴(kuò)大，在鄂霍次克海和千島群島以東大片海域海霧頻率均在10%以上，千島群島以東地區(qū)的海霧頻率超過(guò)14%。白令海東北部的努尼瓦克島附近靠近陸地的海域，海霧頻率在14%以上。中國(guó)黃海、東海區(qū)域出現(xiàn)海霧頻率為6%的閉合等值線。在阿拉斯加灣以南的海域，海霧頻率沒(méi)有明顯增加的趨勢(shì)。低緯度海面上霧區(qū)主要在日本海和中國(guó)近海海域，但顯然2（°）×2（°）格距相對(duì)于日本海和黃海海域過(guò)于粗糙，無(wú)法反映小區(qū)域海霧頻率的細(xì)微變化特征。

5月份（見(jiàn)圖1（e）），鄂霍次克海到千島群島以東海域連成一片大值區(qū)，等值線明顯加密。千島群島兩側(cè)海霧頻率最大值達(dá)到24%以上，是該月海霧發(fā)生頻率最大的海區(qū)。從千島群島至阿留申群島以南海域海霧頻率逐漸減小，中高緯西太平洋大部分地區(qū)海霧頻率都在10%以上。白令海北部的海霧頻率減小，低于10%。東部沿岸地區(qū)等值線密集，海霧頻率較高。日本海和中國(guó)近海海域上的海霧頻率明顯增大，部分海域已超過(guò)10%。

圖1 北太平洋上大氣水平能見(jiàn)度小于1000m的頻率分布（單位：%）Fig.1 The frequency of atmospheric horizontal visibility less than 1000m over the Northern Pacific

6月份（見(jiàn)圖1（f）），整個(gè)大洋上海霧頻率等值線更加密集。北太平洋有2個(gè)海霧頻率大值區(qū)，1個(gè)位于鄂霍次克海-千島群島一帶，范圍比較大，最大值達(dá)到35%。以千島群島為分界，兩側(cè)各有1個(gè)大值區(qū)。另1個(gè)位于白令海海峽南部的圣勞倫斯島附近。個(gè)別島嶼和近岸地區(qū)由于地形作用海霧頻率較大。在中高緯度海域，從西向東海霧頻率呈遞減的趨勢(shì)，西北太平洋的等值線密集，大洋中部以東等值線稀疏，大部分海域的海霧頻率在10%左右。

7月份（見(jiàn)圖1（g））是北太平洋海霧發(fā)生的鼎盛期。海霧頻率的大值區(qū)位于千島群島以東至阿留申群島以南海域，在千島群島附近最大頻率達(dá)到40%以上。同前幾個(gè)月相比，鄂霍次克海上的海霧頻率明顯減小。整個(gè)中高緯度大洋面上，海霧頻率由西向東呈扁平帶狀分布，進(jìn)入7月份后大值區(qū)向東、向北延伸，大洋中部海域海霧頻率達(dá)到25%左右，從阿拉斯加半島以南至美國(guó)西岸海域的海霧發(fā)生頻率仍然較小，岸濱海域海霧頻率也較小，大洋東部最大頻率在20%左右。

8月份（見(jiàn)圖1（h）），北太平洋上海霧頻率的空間分布與7月份形態(tài)相似，只是在數(shù)值上略有減小，最大頻率在千島群島以東海域達(dá)到35%以上。從此處向東至大洋中部海域海霧頻率都在25%左右，呈帶狀分布。美國(guó)西岸和白令海海域的海霧頻率減小，等值線稀疏。從整體來(lái)看，北太平洋上只有1個(gè)大值中心的分布特征更加明顯。

9～12月份的海霧頻率分布特征由圖1（i）～（l）所示。進(jìn)入9月份，海霧頻率迅速減小，只有千島群島以東海域海霧頻率為15%左右，等值線仍然呈扁平的帶狀分布，范圍也縮小。10～11月是北太平洋上發(fā)生海霧最少的時(shí)期，海霧頻率基本在6%以下，從千島群島至加拿大西海岸的海域海霧頻率基本在4%。12月以后，海霧頻率又逐漸開(kāi)始增加，千島群島附近海域和白令海峽出現(xiàn)10%的等值線。

綜上所述，從空間分布上看，北太平洋上的海霧主要發(fā)生在中高緯度海域（40°N～60°N），最大頻率達(dá)40%以上。在海霧盛行的季節(jié)，北太平洋中部海霧頻率可達(dá)20%以上。白令海峽以南海域海霧頻率變化較小，大部分月份在20%左右。整個(gè)大洋上海霧頻率大值區(qū)基本呈帶狀分布，西岸大東岸小，中高緯度大而低緯度小，西北太平洋上從北海道至千島群島以東海域海霧頻率大值區(qū)呈帶狀分布。北太平洋海霧頻率有明顯的季節(jié)性變化特征，1～3月整個(gè)海域海霧頻率較小。從4月開(kāi)始西北太平洋地區(qū)海霧頻率逐漸增加，至7月達(dá)到最大值，隨后海霧頻率又迅速減小。9月是海霧由盛至衰的轉(zhuǎn)折時(shí)期，進(jìn)入10月后海霧頻率回落到10%左右。10～11月基本上屬無(wú)霧季節(jié)，是一年中海霧頻率最小的時(shí)段，整個(gè)大洋上只有極少數(shù)海域海霧頻率在5%左右。12月至次年3月是海霧逐漸增長(zhǎng)階段。晚春和夏季是最適宜海霧發(fā)生的季節(jié)，秋季和初冬海霧發(fā)生頻率小，初春和晚冬則是過(guò)渡季節(jié)。

2.2東亞地區(qū)海霧頻率的時(shí)空分布特征

從北太平洋上海霧頻率逐月分布圖可見(jiàn)，日本海和中國(guó)近海的海霧頻率小于千島群島以東海域，從時(shí)間上看海霧主要發(fā)生在春夏季。因此本節(jié)主要關(guān)注4～7月東亞地區(qū)的海霧頻率分布特征。為更加細(xì)致地分析東亞地區(qū)和中國(guó)近海海霧頻率的特征，本節(jié)將利用1（°）×1（°）的網(wǎng)格對(duì)日本海和中國(guó)近海的海霧頻率分布特征進(jìn)行分析。

圖2 大氣水平能見(jiàn)度小于1000m的頻率分布（單位：%）Fig.2 The frequency of atmospheric horizontal visibility less than 1000m（unit：%）

如圖2（a）所示，4月整個(gè)東亞海域的海霧頻率在2%～10%之間。日本海北部靠近韃靼海峽的海霧頻率達(dá)到8%以上，由北向南海霧頻率逐漸減小。中國(guó)近海大部分海域都有海霧發(fā)生，東海、黃海海域最大海霧頻率在8%左右。5月份的海霧頻率分布形態(tài)與4月份相似，只在數(shù)值上略有差異。日本海和中國(guó)沿海海域的海霧頻率均增加至12%。黃海北部有1個(gè)大值中心，沿中心南北兩個(gè)方向上海霧頻率逐漸減少（見(jiàn)圖2（b））。

進(jìn)入6月份后，海霧頻率的分布特征有了一些變化。日本海北部海區(qū)的海霧頻率繼續(xù)增加，與俄羅斯相鄰的海面上海霧頻率最大值達(dá)到22%以上，而日本海南部大部分海區(qū)海霧頻率比較小，最小值在2%以下，因此日本海海霧頻率等值線的分布密集，從北向南變化的梯度較大。在中國(guó)近海海區(qū)海霧主要發(fā)生在黃海海域（見(jiàn)圖2（c）），在黃海西北部靠近陸地海域，及山東半島以南海面上有1個(gè)大值中心，海霧頻率在20%以上，這個(gè)數(shù)值是中國(guó)近海區(qū)域海霧頻率的最大值。由此可以認(rèn)為，6月是中國(guó)近海海霧發(fā)生頻率最大的時(shí)段。在黃海北部，東側(cè)的頻率大于西側(cè)，大值區(qū)呈西北-東南帶狀分布。

7月份（見(jiàn)圖2（d）），日本海海霧頻率分布特征變化不大，在北部靠近歐亞大陸地區(qū)頻率值最大。中國(guó)近海海區(qū)的分布有變化，山東半島以南海域的大值中心消失，黃海海域東側(cè)的海霧頻率大于西側(cè)，與6月“西多東少”的分布形態(tài)相反。黃海東海南部和南海海面上基本已經(jīng)沒(méi)有海霧發(fā)生，低緯度海域海霧發(fā)生早，到7月霧季已經(jīng)基本結(jié)束。張?zhí)K平對(duì)全海區(qū)海霧迅速結(jié)束的原因分析討論，認(rèn)為盛行風(fēng)向的突然轉(zhuǎn)變可能是主要原因［9］。8月份，東亞季風(fēng)環(huán)流調(diào)整使得風(fēng)向轉(zhuǎn)變，黃海海面風(fēng)場(chǎng)突然由偏南風(fēng)轉(zhuǎn)為偏東風(fēng)或偏東北風(fēng)，形成冷的溫度平流，對(duì)流層低層大氣降溫，條件性不穩(wěn)定發(fā)展，導(dǎo)致黃海霧季突然結(jié)束。

2.3海霧發(fā)生海域氣象要素統(tǒng)計(jì)特征

海霧是發(fā)生在近海面大氣中的天氣現(xiàn)象，其生成和發(fā)展必須具備一定的海洋、氣象條件。本節(jié)將主要分析海霧發(fā)生過(guò)程中風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫與露點(diǎn)溫度差以及氣海溫差的主要特征。考慮到海霧發(fā)生頻率最大，確定35°N～50°N，145°E～180°E為研究區(qū)域（見(jiàn)圖1（g）中矩形區(qū)域）。

風(fēng)是影響海霧生成的重要?dú)庀髤⒘?。適宜的風(fēng)向和風(fēng)速可加速氣團(tuán)或水團(tuán)的流動(dòng)性，為海霧生成和發(fā)生發(fā)展的提供重要條件。圖3為研究區(qū)域的風(fēng)玫瑰圖。當(dāng)海霧發(fā)生時(shí)，千島群島及以東海面上基本以南風(fēng)為主。70%以上風(fēng)向在W-SE之間，西南風(fēng)多于東南風(fēng)。北風(fēng)時(shí)也有海霧生成的可能，但是頻率較小。4～8月北太平洋上主要受副熱帶高壓控制，且是1個(gè)深厚系統(tǒng)，在它的影響下，千島群島以東高緯度海面上主要以西南風(fēng)為主。當(dāng)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)或是西南風(fēng)，會(huì)從較低緯度帶來(lái)大量的暖濕空氣，與親潮相對(duì)較冷的海面組成了穩(wěn)定的逆溫系統(tǒng)，即使風(fēng)速較大時(shí)，也可以為海霧的生成提供適宜的條件。圖4是研究區(qū)域內(nèi)風(fēng)速大小的柱狀分布圖。從圖上看到，風(fēng)力以3～6級(jí)為主，即海霧發(fā)生時(shí)，該海域的海上以4.4～12.3 m·s-1的風(fēng)速居多。不同紋理分別表示4～8月每月的分布情況。不同月份風(fēng)力頻數(shù)的分布趨勢(shì)是相同的，都以3～6級(jí)的風(fēng)為主。

圖3 風(fēng)玫瑰圖Fig.3 Wind rose chart

濕度是影響海霧生成的重要條件。空氣濕度大，在滿足一定條件時(shí)，水汽易凝結(jié)成水滴，從而使大氣能見(jiàn)度降低。利用ICOADS資料對(duì)研究海域統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，海霧發(fā)生時(shí)氣溫與露點(diǎn)溫度差主要分布在-1～1℃之間，即海霧形成時(shí)空氣濕度較大，接近飽和。如圖5所示，1982—2008年，氣溫減去露點(diǎn)溫度為負(fù)值的次數(shù)較多，此時(shí)大氣均處于過(guò)飽和狀態(tài)。差值大于2℃的情況所占比例較少。

海氣溫差是影響海霧發(fā)生發(fā)展的重要的條件。以1℃為間隔，如圖6所示，海氣溫差在不同范圍內(nèi)都有可能發(fā)生海霧現(xiàn)象，其中氣溫高于海溫是較為普遍的情況，所占的比率最大。氣溫（Ta）減去海溫（Ts）差值主要分布在-1～3℃之間，海霧發(fā)生時(shí)海氣溫差在0～1℃區(qū)間內(nèi)接近2.5萬(wàn)次，是整個(gè)區(qū)間范圍上的最大值。1～2℃間的報(bào)告次數(shù)也超過(guò)了2萬(wàn)次，北海道至千島群島及以東海域上發(fā)生海霧時(shí)海氣溫差在0～2℃分布最多。

圖6 海氣溫差在不同區(qū)間的分布Fig.6 The difference between air temperature and sea surface temperature in different scales

通過(guò)對(duì)北太平洋海霧頻率最大的北海道至千島群島及東部海域多種氣象要素的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，海霧發(fā)生時(shí)風(fēng)向主要以南風(fēng)為主，70%以上風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)，風(fēng)力大部分為3～6級(jí)。南風(fēng)比北風(fēng)的平均風(fēng)速大，海霧在南風(fēng)條件下更容易生成和維持。海霧發(fā)生時(shí)空氣濕度大，接近飽和甚至處于過(guò)飽和狀態(tài)。海氣溫差一般在-1～3℃之間，由西向東氣溫高于海溫的相對(duì)頻率逐漸增大，變化范圍在60%～80%之間。

3 結(jié)論

本文利用綜合海洋-大氣資料集ICOADS資料，對(duì)北太平洋上海霧的時(shí)空分布特征進(jìn)行分析，并對(duì)影響海霧發(fā)生發(fā)展的氣象要素特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)論如下。

（1）北太平洋上的海霧主要發(fā)生在中高緯度地區(qū)

（40°N～60°N），由北海道一線至千島群島以東海域是海霧發(fā)生頻率大值區(qū)，呈東西帶狀分布。千島群島附近海域海霧頻率最大值達(dá)40%以上。從大洋的西部延伸至東部，海霧頻率逐漸減小。白令海峽以南海域也常有海霧發(fā)生。從季節(jié)角度來(lái)看，北太平洋上海霧主要發(fā)生在4～8月，12月～次年3月是海霧發(fā)生頻率逐漸增大階段。9月是海霧由盛至衰的轉(zhuǎn)折時(shí)期。10～

11月是一年中海霧發(fā)生最少的時(shí)段，整個(gè)大洋上只有極少數(shù)海域頻率在5%左右。晚春和夏季是最適宜海霧發(fā)生的季節(jié)，秋季和初冬海霧發(fā)生次數(shù)非常少，基本上為無(wú)霧的時(shí)期，初春和晚冬則是過(guò)渡季節(jié)。

（2）在1（°）×1（°）的網(wǎng)格基礎(chǔ)上，分析了東亞海域上海霧頻率的時(shí)空分布特征。日本海上的海霧頻率大值區(qū)在北部海域，大值區(qū)的空間位置變化不大，4月初海霧頻率逐漸增大，6、7月份為鼎盛時(shí)期，頻率超過(guò)20%，

進(jìn)入8月后數(shù)值回落，霧季為4～8月。中國(guó)近海海霧主要發(fā)生在黃海和東海北部海域，海霧頻率比較大的區(qū)域沿南北方向呈帶狀分布，不同季節(jié)大值中心的位置不同。6月海霧頻率在中國(guó)近海出現(xiàn)極大值，是海霧發(fā)生最頻繁的時(shí)期。8月在大氣環(huán)流調(diào)整的影響下海霧發(fā)生頻率迅速減少，與千島群島附近頻率緩慢減小的趨勢(shì)不同。海霧主要發(fā)生在4～7月。南海以及東海南部的海域上，海霧結(jié)束時(shí)間早，7月中已基本沒(méi)有海霧發(fā)生。

（3）海霧的分布特征與氣象水文要素有很密切的關(guān)系。

利用1982—2008年共27年的ICOADS資料，對(duì)海霧發(fā)生時(shí)的氣象要素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，在千島群島附近海域，海霧發(fā)生時(shí)盛行南風(fēng)，70%以上風(fēng)向在SW-SE之間，風(fēng)力大部分為3～6級(jí)。南風(fēng)比北風(fēng)的平均風(fēng)速大，海霧在南風(fēng)條件下更容易生成或維持。海霧發(fā)生時(shí)空氣濕度大，接近飽和甚至處于過(guò)飽和狀態(tài)。氣海溫差一般在-1～3℃之間，變化范圍在60%～80%之間。

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Climatology Characteristics of Sea Fog Frequency over the Northern Pacific

FU Gang1，SONG Ya-Juan2
（1.College of Physical and Environmental Oceanography，Ocean University of China，Qingdao 266100，China；2.The Key Lab of Marine Science and Numerical Modeling，The First Institute of Oceanography，SOA，Qingdao 266061，China）

In this paper，the International Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set（ICOADS）is utilized to investigate the temporal and spatial distribution of sea fog over the Northern Pacific and the East Asian Seas，as well as the characteristics of meteorological elements that are favorable for sea fog occurrence.The“occurrence frequency”of sea fog（hereafter“sea fog frequency”）derived from ICOADS covering 100-year from 1909 to 2008 is examined to display the monthly distribution of sea fog frequency based upon two grid sizes（2（°）×2（°）over the Northern Pacific，but 1（°）×1（°）over the East Asian Seas）.It is found that sea fog mainly occurs over the middle-and high-latitude regions of the Northern Pacific.The sea fog frequency from the Hokkaido to the Aleutian Islands is larger，and its maximum value is above 40%in June and July.However，the sea fog frequency over the low-latitude waters is almost zero.The period from April to August is a most frequent season for sea fog occurrence over the Northwestern Pacific.From April to July，sea fog mainly occurs over the Yellow Sea，the East China Sea and the Bohai Sea.In June，the maximum value of sea fog frequency over the southern waters of Shandong Peninsula may reach to 20%.After August，the sea fog frequency over the seas may suddenly reduce below to 5%.Corresponding to the synoptic observations，the relationship between sea fog occurrence and meteorological elements is also discussed in the vicinity of Kuril Islands.When the atmospheric horizontal visibility is less than 1000m，usually the southerly，southeasterly and southwesterly are dominated over the oceans，and the wind speed is from 4.4 to 12.3 ms-1.And the air temperature is usually close to dew-point temperature，and sometimes even lower than dew-point temperature. In the east region of the Kuril islands before the sea fog occurrence，the temperature difference between air and sea is around-1～3℃.

sea fog frequency；the Northern Pacific；temperature difference between air and sea；meteorological elements

P732.1

A

1672-5174（2014）10-035-07

責(zé)任編輯 龐 旻

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41275049；41206026）；中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目（GY021306；GY02-2011026）資助

2014-08-20；

2014-08-31

傅 剛（1963-），男，教授，博導(dǎo)。E-mail：fugang＠ouc.edu.cn