香港機(jī)場(chǎng)附近海域近20 a大風(fēng)過(guò)程統(tǒng)計(jì)分析

劉凱，宋曉姜，王彰貴，于海鵬，郭安博宇

（1. 國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心，北京100081；2.中國(guó)氣象科學(xué)研究院，北京100081）

1 引言

隨著沿海經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)沿海和近海區(qū)域大型建設(shè)項(xiàng)目日趨增多?？绾４髽蚝秃Ｉ巷L(fēng)電場(chǎng)建設(shè)已拓展到離岸更遠(yuǎn)的區(qū)域。近海海面強(qiáng)風(fēng)特性無(wú)疑是海岸和近海區(qū)域工程項(xiàng)目抗風(fēng)設(shè)計(jì)、施工安全要求和未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃所關(guān)注的重要自然因素之一[1]。例如2017 年竣工的港珠澳大橋，其海底隧道沉管對(duì)接施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)海洋環(huán)境的要求極為苛刻，海面風(fēng)不超過(guò)5 級(jí)，有效波高不超過(guò)0.8 m，這對(duì)海洋環(huán)境預(yù)報(bào)提出了非常高的要求。

為保證海上作業(yè)和港口作業(yè)等施工安全，精細(xì)化天氣預(yù)報(bào)服務(wù)迫在眉睫?？疾齑箫L(fēng)天氣過(guò)程中不同沿海地區(qū)和海域風(fēng)力分布狀況，掌握大風(fēng)出現(xiàn)及其活動(dòng)的規(guī)律，是海上風(fēng)力精細(xì)化天氣預(yù)報(bào)服務(wù)的前提[1]，同時(shí)也對(duì)沿海城市和港口地區(qū)大風(fēng)氣候特征的研究具有重要意義。針對(duì)不同區(qū)域的大風(fēng)分布特征，無(wú)論是內(nèi)陸的新疆維吾爾族自治區(qū)等受寒潮大風(fēng)影響較嚴(yán)重的區(qū)域，還是渤海、黃海和東海海域，我國(guó)氣象工作者都開(kāi)展了大量的研究[2-9]。

在華南沿海區(qū)域，覃慶第等[1]利用北部灣代表站及北部灣北岸的氣象觀測(cè)站資料對(duì)2010——2016年冬半年7級(jí)以上偏北風(fēng)進(jìn)行分析。該文總結(jié)了北部灣沿海冬季偏北大風(fēng)的分布特征，發(fā)現(xiàn)大風(fēng)過(guò)程的最大風(fēng)力從海岸到大海中央遞增，大風(fēng)的連續(xù)天數(shù)也增多，西部沿岸的大風(fēng)日數(shù)比東部偏多。廣東沿海95% 的8 級(jí)以上大風(fēng)天氣是由臺(tái)風(fēng)造成的[10]，廣東沿海春季冷空氣造成的大風(fēng)具有“風(fēng)頭（起風(fēng)時(shí)）大、風(fēng)尾（結(jié)束時(shí)）小”、起風(fēng)突然、陣風(fēng)大、日變化明顯等特點(diǎn)[11]。閩東沿海與北部灣大風(fēng)過(guò)程的風(fēng)力分布也具有類似特征[12]。

以上分析皆是針對(duì)某個(gè)岸段或區(qū)域的大風(fēng)過(guò)程，同時(shí)對(duì)于廣東沿海也大都分析了7 級(jí)或8 級(jí)以上大風(fēng)過(guò)程，并沒(méi)有根據(jù)施工要求針對(duì)某個(gè)施工海域6級(jí)以上大風(fēng)過(guò)程進(jìn)行精細(xì)化分析。本文擬利用位于距離香港機(jī)場(chǎng)施工海域1.3 km 的赤臘角自動(dòng)氣象站觀測(cè)資料，對(duì)香港機(jī)場(chǎng)附近海域6 級(jí)以上大風(fēng)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)分析，包括不同季節(jié)大風(fēng)日數(shù)、大風(fēng)過(guò)程以及盛行風(fēng)向和影響系統(tǒng)等，為預(yù)報(bào)員了解該海域的氣候背景、提高預(yù)報(bào)技巧提供參考。

2 資料和方法

采用香港赤臘角自動(dòng)氣象觀測(cè)站（22.33°N，114.18°E）2000 年1 月——2018 年12 月距海平面14 m高度、30 min平均風(fēng)向及風(fēng)速觀測(cè)資料，對(duì)香港機(jī)場(chǎng)附近海域出現(xiàn)的6級(jí)以上大風(fēng)過(guò)程和大風(fēng)日數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，著重探討了不同季節(jié)的主要天氣系統(tǒng)和典型天氣過(guò)程；同時(shí)還對(duì)1949——2018年影響香港機(jī)場(chǎng)附近海域的臺(tái)風(fēng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。臺(tái)風(fēng)影響概率的具體計(jì)算方法如下：以5月份為例，在1949——2018年南海和西北太平洋海域5 月份共生成臺(tái)風(fēng)67 個(gè)，其中有7 個(gè)影響香港機(jī)場(chǎng)附近海域，則影響概率為10.4%，以此類推。在分析氣候背景與氣候波動(dòng)對(duì)高影響天氣系統(tǒng)的影響時(shí)，所用的北極濤動(dòng)指數(shù)（Arctic Oscillation，AO）下載自美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心（National Centers for Environmental Prediction，NCEP）的官方網(wǎng)站，數(shù)據(jù)來(lái)自美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（National Oceanic Atmospheric Administration，NOAA）的氣候預(yù)測(cè)中心（Climate Prediction Center，CPC）及美國(guó)國(guó)家大氣研究中心（National Center for Atmospheric Research，NCAR）。對(duì)AO 指數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，大于1為正異常年份，小于-1為負(fù)異常年份。

圖1 香港機(jī)場(chǎng)附近大風(fēng)日數(shù)逐年分布圖（藍(lán)色圓點(diǎn)：

分析過(guò)程中，6 級(jí)大風(fēng)過(guò)程的風(fēng)速為10.8～13.8 m/s，7 級(jí)大風(fēng)過(guò)程的風(fēng)速為13.9～17.1 m/s，8級(jí)大風(fēng)過(guò)程的風(fēng)速為17.2～20.7 m/s。時(shí)間間隔為30 min 的觀測(cè)數(shù)據(jù)中，按照1 d 內(nèi)連續(xù)3 個(gè)時(shí)次出現(xiàn)風(fēng)速大于6級(jí)即記為大風(fēng)日數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。從風(fēng)速超過(guò)6 級(jí)風(fēng)開(kāi)始，并持續(xù)3 個(gè)以上時(shí)次至風(fēng)速減弱至6級(jí)風(fēng)以下截止，將該過(guò)程定義為一次6 級(jí)以上大風(fēng)過(guò)程。在個(gè)別強(qiáng)冷空氣以及臺(tái)風(fēng)影響時(shí)，大風(fēng)過(guò)程可持續(xù)幾天。在分析大風(fēng)過(guò)程季節(jié)分布特征時(shí)，冬季指前一年12月——當(dāng)年2月，春季指當(dāng)年的3——5月，夏季為6——8 月，秋季為9——11 月。在分析冷空氣路徑類型時(shí)采用1 d 4 次的NCEP/NCAR Reanalysis 1的海平面氣壓再分析數(shù)據(jù)，水平分辨率為2.5°×2.5°[13]。

3 香港機(jī)場(chǎng)附近大風(fēng)日數(shù)和大風(fēng)過(guò)程的年際和季節(jié)分布特征

圖1 為香港機(jī)場(chǎng)附近海域大風(fēng)日數(shù)逐年分布圖。香港機(jī)場(chǎng)附近年平均大風(fēng)日數(shù)為35 d，2013年大風(fēng)日數(shù)最多，為47 d；2000年大風(fēng)日數(shù)最少，為14 d。2005——2015 年間大風(fēng)日數(shù)明顯偏多，近4 a 大風(fēng)日數(shù)有減少的趨勢(shì)。由于分析時(shí)段過(guò)短，不能確定香港機(jī)場(chǎng)附近海域大風(fēng)日數(shù)是否有10 a左右的年代際振蕩周期。這種大風(fēng)日數(shù)的變化與影響香港機(jī)場(chǎng)附近海域的氣候背景和天氣系統(tǒng)有密切的關(guān)系。

圖2 為香港機(jī)場(chǎng)附近海域大風(fēng)日數(shù)逐月分布圖。香港機(jī)場(chǎng)附近海域月平均大風(fēng)天數(shù)為3 d。2——8月大風(fēng)日數(shù)較多，尤其是3——4月，受冷空氣和華南前汛期以及個(gè)別臺(tái)風(fēng)的影響，大風(fēng)日數(shù)偏多。1 月及9——12 月大風(fēng)日數(shù)相對(duì)較少，尤其是9——10 月，若無(wú)臺(tái)風(fēng)的影響，初秋冷空氣強(qiáng)度較弱，單純冷空氣影響所帶來(lái)的大風(fēng)很難達(dá)到6 級(jí)以上，除非有全國(guó)性寒潮等強(qiáng)冷空氣的影響。6——8 月大風(fēng)日數(shù)較為相近，是臺(tái)風(fēng)影響香港機(jī)場(chǎng)附近海域的高發(fā)季節(jié)，可能造成嚴(yán)重的大風(fēng)大浪過(guò)程。

圖2 香港機(jī)場(chǎng)附近大風(fēng)日數(shù)逐月分布圖（藍(lán)色圓點(diǎn)：

香港機(jī)場(chǎng)附近海域近20 a大風(fēng)日數(shù)沒(méi)有明顯的線性變化趨勢(shì)，主要以波動(dòng)特征為主，這與江蘇沿海大風(fēng)過(guò)程明顯減少的變化趨勢(shì)不同[8]。大風(fēng)日主要集中在3——8月。

圖3 為2000——2018 年香港機(jī)場(chǎng)附近海域6 級(jí)以上大風(fēng)過(guò)程次數(shù)逐年分布圖。表1 為近20 a香港機(jī)場(chǎng)附近海域年平均大風(fēng)過(guò)程次數(shù)分布。近20 a香港機(jī)場(chǎng)附近海域年平均6級(jí)大風(fēng)過(guò)程為21.6次/a，7級(jí)大風(fēng)過(guò)程為4.8次/a，8級(jí)大風(fēng)過(guò)程為1.3次/a。影響香港機(jī)場(chǎng)附近海域的大風(fēng)過(guò)程主要以6級(jí)風(fēng)為主，8級(jí)以上大風(fēng)過(guò)程次數(shù)較少。從逐年大風(fēng)過(guò)程分布圖中可見(jiàn)（見(jiàn)圖3），2000——2003 年、2007——2008 年大風(fēng)過(guò)程次數(shù)偏少，而2004——2006 年、2009——2010年和2012——2015 年大風(fēng)過(guò)程次數(shù)明顯偏多，其中2006 年、2009 年、2010 年和2012 年大風(fēng)過(guò)程次數(shù)明顯大于平均值。

圖3 2000——2018年香港機(jī)場(chǎng)附近大風(fēng)過(guò)程次數(shù)逐年分布圖

圖4 2000——2018年香港機(jī)場(chǎng)附近大風(fēng)過(guò)程次數(shù)季節(jié)分布圖

圖4 為近20 a 香港機(jī)場(chǎng)附近海域大風(fēng)過(guò)程次數(shù)季節(jié)分布圖。圖中可以看出6 級(jí)以上大風(fēng)過(guò)程在4個(gè)季節(jié)均有。其中，冬、春兩季較多，主要受冷空氣的影響，進(jìn)一步說(shuō)明單純冷空氣的影響以6 級(jí)風(fēng)過(guò)程為主；7——8 級(jí)大風(fēng)過(guò)程主要集中在夏、秋兩季，主要是受臺(tái)風(fēng)和對(duì)流云團(tuán)的影響；冬季沒(méi)有8 級(jí)以上大風(fēng)過(guò)程，這與冬季臺(tái)風(fēng)影響香港機(jī)場(chǎng)附近海域概率較低有關(guān)。

綜上分析可知，香港機(jī)場(chǎng)附近年平均6 級(jí)以上大風(fēng)過(guò)程為21.6 次，目前處于大風(fēng)過(guò)程較平均值略多的年份。香港機(jī)場(chǎng)附近海域大風(fēng)過(guò)程以6級(jí)風(fēng)為主，集中在冬、春兩季且風(fēng)向以偏東風(fēng)為主。7——8級(jí)以上大風(fēng)過(guò)程主要集中在夏、秋兩季，風(fēng)向多變。

表1 近20 a香港機(jī)場(chǎng)附近年平均大風(fēng)過(guò)程分布表

4 香港機(jī)場(chǎng)附近大風(fēng)過(guò)程的主要影響系統(tǒng)

第3節(jié)中我們分析了大風(fēng)日數(shù)和大風(fēng)過(guò)程的季節(jié)和年際變化特征。本節(jié)中我們分析影響香港機(jī)場(chǎng)附近大風(fēng)過(guò)程的主要天氣系統(tǒng)。圖5 為近20 a香港機(jī)場(chǎng)附近的季節(jié)風(fēng)速玫瑰圖。香港機(jī)場(chǎng)附近冬、春兩季風(fēng)向玫瑰圖分布特征較相似，影響系統(tǒng)主要是冷空氣，大風(fēng)盛行風(fēng)向以偏東風(fēng)為主，除個(gè)別對(duì)流性天氣和臺(tái)風(fēng)影響外，風(fēng)速以6級(jí)風(fēng)為主，尤其在冬季無(wú)8級(jí)以上大風(fēng)過(guò)程。夏季大風(fēng)過(guò)程風(fēng)向變化較大，主要影響系統(tǒng)變?yōu)槲髂霞撅L(fēng)，但造成大風(fēng)過(guò)程的天氣系統(tǒng)以臺(tái)風(fēng)和對(duì)流性云團(tuán)為主。初秋造成大風(fēng)過(guò)程的影響系統(tǒng)仍以臺(tái)風(fēng)為主，而深秋之后隨著冷空氣影響逐漸頻繁，主導(dǎo)風(fēng)向轉(zhuǎn)為偏東風(fēng)。

影響香港機(jī)場(chǎng)附近大風(fēng)過(guò)程的天氣系統(tǒng)和氣候背景十分復(fù)雜，不同季節(jié)存在明顯的差異。通過(guò)對(duì)香港機(jī)場(chǎng)近20 a大風(fēng)過(guò)程統(tǒng)計(jì)分析，并結(jié)合高空、地面天氣形勢(shì)圖，對(duì)影響該地區(qū)的典型天氣系統(tǒng)進(jìn)行了分類，主要為冷空氣、對(duì)流性天氣、臺(tái)風(fēng)和西南季風(fēng)。由于資料受限，對(duì)流性天氣的捕捉比較困難，因此短時(shí)、小尺度的對(duì)流天氣統(tǒng)計(jì)可能存在疏漏。本文中將出現(xiàn)短時(shí)雷雨、伴有6 級(jí)以上大風(fēng)天氣、天氣圖上有明顯冷暖空氣交匯且無(wú)臺(tái)風(fēng)影響的過(guò)程作為對(duì)流性天氣過(guò)程。表2 為近20 a不同天氣系統(tǒng)造成的大風(fēng)過(guò)程次數(shù)分布表。由表可見(jiàn)，冷空氣過(guò)程是影響香港機(jī)場(chǎng)附近海域最頻繁的天氣系統(tǒng)，影響次數(shù)為218 次；其次是對(duì)流性天氣和臺(tái)風(fēng)，影響次數(shù)分別為108 次和89 次；西南季風(fēng)影響次數(shù)為10 次。6 級(jí)以上的大風(fēng)過(guò)程有51.3% 由于冷空氣造成，25.4% 由于對(duì)流性天氣造成，20.9% 由于臺(tái)風(fēng)造成，2.4%由于西南季風(fēng)造成。

圖5 近20 a香港機(jī)場(chǎng)附近6級(jí)以上大風(fēng)過(guò)程風(fēng)速玫瑰圖的季節(jié)分布特征

冬、春兩季影響香港機(jī)場(chǎng)附近海域的主要天氣系統(tǒng)為冷空氣，冷空氣路徑和強(qiáng)度的不同其影響也存在明顯差異。春季還有另一系統(tǒng)影響香港機(jī)場(chǎng)附近海域，隨著南海夏季風(fēng)的爆發(fā)，華南前汛期雨季開(kāi)始，受華南準(zhǔn)靜止鋒的影響，冷暖氣流交匯，容易在午后和傍晚發(fā)生對(duì)流性天氣引起6級(jí)以上大風(fēng)過(guò)程。而夏、秋兩季影響附近海域的主要強(qiáng)天氣系統(tǒng)是臺(tái)風(fēng)，當(dāng)臺(tái)風(fēng)進(jìn)入南海，尤其是在華南沿海登陸時(shí)，都會(huì)給香港機(jī)場(chǎng)附近海域帶來(lái)強(qiáng)風(fēng)暴雨等惡劣天氣，并對(duì)施工和人員安全造成嚴(yán)重影響。

圖6 為1949——2018 年5——10 月影響香港機(jī)場(chǎng)附近海域的臺(tái)風(fēng)個(gè)數(shù)和概率分布圖。圖6a 和6b 分別是影響半徑為300 km 和110 km 范圍內(nèi)的臺(tái)風(fēng)個(gè)數(shù)；圖6c 和6d 分別是影響半徑為300 km 和110 km范圍內(nèi)的臺(tái)風(fēng)影響概率。從圖中可以發(fā)現(xiàn)影響半徑無(wú)論是300 km還是110 km，香港機(jī)場(chǎng)附近海域的臺(tái)風(fēng)個(gè)數(shù)和臺(tái)風(fēng)影響概率均在7——9 月最大。在300 km 影響半徑內(nèi)，8 月份生成的臺(tái)風(fēng)有近60% 會(huì)影響香港機(jī)場(chǎng)附近海域。1822 號(hào)臺(tái)風(fēng)“山竹”（超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)級(jí)）成為2018 年登陸我國(guó)的最強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。臺(tái)風(fēng)“山竹”環(huán)流尺度大，影響范圍廣，海浪和風(fēng)暴潮的預(yù)警級(jí)別為紅色，廣東惠州、鹽田、赤灣、橫門(mén)和三灶潮位站出現(xiàn)了破歷史記錄的高潮位，也因此造成了嚴(yán)重的海洋災(zāi)害。臺(tái)風(fēng)“山竹”對(duì)香港機(jī)場(chǎng)附近海域造成了12——13 級(jí)的偏東風(fēng)，陣風(fēng)達(dá)37 m/s，超過(guò)1713 號(hào)臺(tái)風(fēng)“天鴿”（超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)級(jí)）影響香港機(jī)場(chǎng)附近海域時(shí)創(chuàng)下的記錄（東北風(fēng)11——12 級(jí)，30 min平均風(fēng)速達(dá)28 m/s）。對(duì)香港機(jī)場(chǎng)附近海域造成嚴(yán)重影響的兩個(gè)臺(tái)風(fēng)均發(fā)生在8 月，可見(jiàn)8 月是該地區(qū)汛期項(xiàng)目施工防臺(tái)的重中之重。

表2 近20 a香港機(jī)場(chǎng)附近不同天氣系統(tǒng)造成大風(fēng)過(guò)程次數(shù)

為了進(jìn)一步了解冷空氣對(duì)香港機(jī)場(chǎng)附近海域的影響，根據(jù)冷高壓南下的路徑以及環(huán)流場(chǎng)的差異，通過(guò)對(duì)比218次冷空氣過(guò)程中冷高壓中心位置、南下路徑以及西南低壓的環(huán)流配置形勢(shì)，將冷空氣對(duì)香港機(jī)場(chǎng)附近海域的影響分為4 類典型的形勢(shì)場(chǎng)。從中挑選具有代表性的個(gè)例繪制成圖8，個(gè)例具體時(shí)間在圖中標(biāo)出。冷高壓中心位于100°～110°E內(nèi)為西路冷空氣（見(jiàn)圖7a）；位于110°～120°E 內(nèi)為中路冷空氣（見(jiàn)圖7b）；位于120°～130°E 內(nèi)為東路冷空氣（見(jiàn)圖7c）；當(dāng)我國(guó)西南地區(qū)有低壓配合并伴有東路冷空氣時(shí)，定義為西南低壓配合東路冷空氣（見(jiàn)圖7d）。圖8為不同路徑冷空氣影響香港機(jī)場(chǎng)附近海域的次數(shù)分布圖，圖9 為不同系統(tǒng)影響香港機(jī)場(chǎng)附近海域期間大風(fēng)持續(xù)的時(shí)間。在這些不同路徑冷空氣中，東路冷空氣對(duì)附近海域的影響最為頻繁（88 次），與西南低壓的配合過(guò)程有33 次，西路冷空氣和中路冷空氣的影響次數(shù)相當(dāng)，分別為55次和42 次。西路冷空氣影響時(shí)，香港機(jī)場(chǎng)附近海域多為偏北風(fēng)且持續(xù)時(shí)間較短，一般表現(xiàn)為風(fēng)速增大快減小也快，過(guò)程平均持續(xù)時(shí)間為4.5 h；中路冷空氣影響附近海域時(shí)為偏北風(fēng)或偏東風(fēng)，持續(xù)的時(shí)間也較短，過(guò)程平均持續(xù)時(shí)間為3.4 h；東路冷空氣及與西南低壓配合影響時(shí)，附近海域易出現(xiàn)偏東風(fēng)且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，分別為8 h和14 h，且影響較大。

圖6 1949——2018年5——10月影響香港機(jī)場(chǎng)附近海域的臺(tái)風(fēng)個(gè)數(shù)和概率分布圖

圖7 冷空氣影響香港機(jī)場(chǎng)附近海域的典型天氣形勢(shì)（單位：hPa）

影響香港機(jī)場(chǎng)附近海域的高頻率系統(tǒng)（冷空氣和臺(tái)風(fēng)）還受到大環(huán)流背景場(chǎng)和氣候異常的影響。6 級(jí)風(fēng)以上過(guò)程主要發(fā)生在冬、春季并且主要由冷空氣造成，而AO 指數(shù)的正負(fù)能夠直接反應(yīng)冷空氣的強(qiáng)弱。下文將通過(guò)簡(jiǎn)單分析AO 指數(shù)和大風(fēng)日數(shù)的分布特征，找到與香港機(jī)場(chǎng)附近海域大風(fēng)日數(shù)較為相關(guān)的氣候因子。圖10 為冬、春季標(biāo)準(zhǔn)化AO 指數(shù)和大風(fēng)日數(shù)距平時(shí)間序列分布特征。其中，標(biāo)準(zhǔn)化后的AO 指數(shù)，大于1 的年份為正異常年份，對(duì)應(yīng)冷空氣強(qiáng)度偏弱；小于-1 的年份為負(fù)異常年份，對(duì)應(yīng)冷空氣強(qiáng)度偏強(qiáng)。從圖10 可以明顯地看出，AO指數(shù)與大風(fēng)日數(shù)距平存在很好的負(fù)相關(guān)關(guān)系，在春季尤為顯著。2000——2004 年、2006——2008 年春季，AO 指數(shù)正異常對(duì)應(yīng)大風(fēng)日數(shù)負(fù)異常；2008——2014年，AO 指數(shù)負(fù)異常對(duì)應(yīng)大風(fēng)日數(shù)正異常。這與李彩玲等[14]的研究成果一致。他們指出AO 的強(qiáng)弱變化與廣東省寒潮存在密切聯(lián)系，當(dāng)AO 指數(shù)為高值年時(shí)，東亞大槽位置出現(xiàn)反氣旋式渦旋異常，東亞大槽偏弱，異常風(fēng)方向由東南向西北，不利于冷空氣由北到南的輸送，對(duì)寒潮爆發(fā)有阻礙作用；當(dāng)AO指數(shù)為低值年時(shí)，東亞大槽位置出現(xiàn)氣旋式渦旋異常，東亞大槽偏強(qiáng)，異常風(fēng)方向由西北向東南，有利于寒潮向華南地區(qū)輸送。AO 指數(shù)也存在與大風(fēng)距平對(duì)應(yīng)關(guān)系不好的年份，主要是由于造成大風(fēng)的天氣系統(tǒng)多變以及影響天氣系統(tǒng)的氣候波動(dòng)較復(fù)雜。如華南地區(qū)寒潮和強(qiáng)冷空氣活動(dòng)同樣受熱帶太平洋海氣相互作用厄爾尼諾和南方濤動(dòng)（El Ni?o-Southern Oscillation，ENSO）的影響，冷空氣多的年份一般出現(xiàn)在中等或強(qiáng)的El Ni?o期間，寒潮和強(qiáng)冷空氣活動(dòng)少的年份容易出現(xiàn)在拉尼娜（La Ni?a）期間，而較難出現(xiàn)在El Ni?o 期間[15]。如2015——2016年間香港機(jī)場(chǎng)附近海域冬季出現(xiàn)顯著的大風(fēng)日數(shù)正距平，可能與這兩年的超強(qiáng)El Ni?o事件有關(guān)。

圖8 不同路徑冷空氣影響香港機(jī)場(chǎng)附近海域的次數(shù)

圖9 不同天氣系統(tǒng)對(duì)香港機(jī)場(chǎng)附近海域的影響時(shí)間

圖10 AO指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化（紅色圓點(diǎn)）和大風(fēng)日數(shù)距平（柱狀圖）時(shí)間序列分布特征

5 總結(jié)和討論

詳細(xì)了解施工海域大風(fēng)分布特征及氣候背景，能夠提高預(yù)報(bào)員預(yù)報(bào)技巧，改進(jìn)數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)，改善預(yù)報(bào)保障服務(wù)質(zhì)量，為沿海施工工程提供更加及時(shí)、準(zhǔn)確、精細(xì)化的海洋環(huán)境預(yù)報(bào)。本文利用香港赤臘角附近氣象觀測(cè)站數(shù)據(jù)對(duì)香港機(jī)場(chǎng)附近海域近20 a 大風(fēng)日數(shù)、過(guò)程以及典型天氣系統(tǒng)進(jìn)行了分型，并對(duì)AO 與大風(fēng)日數(shù)的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行了初步的討論。主要結(jié)論如下：

（1）香港機(jī)場(chǎng)附近海域年平均大風(fēng)日數(shù)為35 d，月平均大風(fēng)日數(shù)為3 d。3——8 月大風(fēng)日數(shù)較多，尤其是春季的3——4月，主要由于受到冷空氣和華南前汛期以及個(gè)別臺(tái)風(fēng)的影響；1月以及9——12月大風(fēng)日數(shù)相對(duì)較少，尤其是9——10 月，若無(wú)臺(tái)風(fēng)的影響，初秋冷空氣強(qiáng)度較弱，單純冷空氣的影響所帶來(lái)的大風(fēng)很難達(dá)到6 級(jí)以上；6——8 月大風(fēng)日數(shù)較為相近，是臺(tái)風(fēng)影響附近海域的高發(fā)季節(jié)，易造成嚴(yán)重的大風(fēng)大浪過(guò)程。

（2）香港機(jī)場(chǎng)附近海域6 級(jí)大風(fēng)過(guò)程在4 個(gè)季節(jié)均有。冬、春兩季較多，主要受冷空氣的影響，進(jìn)一步說(shuō)明單純冷空氣的影響以6級(jí)風(fēng)過(guò)程為主；7——8 級(jí)大風(fēng)過(guò)程主要集中在夏、秋兩季，主要受臺(tái)風(fēng)和對(duì)流云團(tuán)的影響；冬季沒(méi)有8級(jí)以上大風(fēng)過(guò)程，這與冬季臺(tái)風(fēng)影響附近海域的概率較低有密切的關(guān)系。

（3）冬、春兩季影響系統(tǒng)主要是冷空氣，大風(fēng)盛行風(fēng)向以偏東風(fēng)為主，除個(gè)別對(duì)流性天氣和臺(tái)風(fēng)的影響外，風(fēng)速以6 級(jí)風(fēng)為主，尤其在冬季近20 a 無(wú)8級(jí)以上大風(fēng)過(guò)程；夏季大風(fēng)過(guò)程風(fēng)向變化較大，影響系統(tǒng)變?yōu)槲髂霞撅L(fēng)，出現(xiàn)8 級(jí)風(fēng)以上過(guò)程主要受臺(tái)風(fēng)以及對(duì)流云團(tuán)的影響；初秋造成大風(fēng)過(guò)程的影響系統(tǒng)仍以臺(tái)風(fēng)為主，深秋之后隨著冷空氣影響逐漸頻繁，主導(dǎo)風(fēng)向轉(zhuǎn)為偏東風(fēng)。

（4）統(tǒng)計(jì)分析表明：近20 a影響香港機(jī)場(chǎng)附近海域的天氣系統(tǒng)主要為冷空氣、對(duì)流性天氣、臺(tái)風(fēng)和西南季風(fēng)。冷空氣是影響最為頻繁的天氣系統(tǒng)，香港機(jī)場(chǎng)附近海域6 級(jí)以上大風(fēng)過(guò)程中51.3% 是由冷空氣造成的，其次是對(duì)流性天氣和臺(tái)風(fēng)過(guò)程。冷空氣影響過(guò)程中東路冷空氣影響次數(shù)最多、持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，西路和中路冷空氣易造成偏北大風(fēng)，持續(xù)時(shí)間較短。對(duì)1949——2018 年影響香港機(jī)場(chǎng)附近海域的臺(tái)風(fēng)歷史路徑和強(qiáng)度信息做統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)其影響時(shí)間主要集中在7——9月。

（5）AO 指數(shù)與大風(fēng)日數(shù)距平存在很好的負(fù)相關(guān)關(guān)系，這種相關(guān)關(guān)系在春季尤為顯著。2000——2004年、2006——2008年春季，AO 指數(shù)正異常對(duì)應(yīng)大風(fēng)日數(shù)的負(fù)異常；2008——2014 年，AO 指數(shù)主要為負(fù)異常，對(duì)應(yīng)大風(fēng)日數(shù)的正距平。但2015——2016 年間，AO 指數(shù)為正異常，而香港機(jī)場(chǎng)附近海域冬季出現(xiàn)顯著的大風(fēng)日數(shù)正距平，這可能與2015——2016年出現(xiàn)的超強(qiáng)El Ni?o 事件有關(guān)。之后，將對(duì)AO 和ENSO 對(duì)華南冷空氣的影響機(jī)制進(jìn)行研究，分析其環(huán)流異常在季節(jié)尺度和次季節(jié)尺度的表現(xiàn)形式。