唐山三島海洋站水文要素特征分析

李桂敏 杜雨蒙 張浩男 苗建波 劉龍

（國家海洋局秦皇島海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，河北 秦皇島 066003）

海水溫度是量度海水冷熱程度的物理量，常以攝氏度（℃）表示；海水鹽度是海水含鹽量的標(biāo)度，是個(gè)無量綱的量。在諸多海洋水文要素中，海水溫度和鹽度是最基本和最重要的要素。其中，作為海洋學(xué)中的一個(gè)重要物理量，海水鹽度不僅是海水的最重要理化特性之一，也是整個(gè)海洋系統(tǒng)的重要組成部分。渤海因其特殊的地理位置和資源優(yōu)勢(shì)，在我國的國防建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中具有十分重要的戰(zhàn)略地位。本文選取唐山三島海洋站水文數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為進(jìn)一步研究渤海的表層水溫和鹽度等水文特征提供參考。

本文主要是基于2019 年-2020 年唐山三島海洋站水文氣象要素中表層海水溫度和表層海水鹽度實(shí)測(cè)整點(diǎn)數(shù)據(jù)，分析其月平均、年平均、年最高值和年最低值，了解表層海水水溫、表層海水鹽度變化特征，為促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展提供依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)說明

唐山三島海洋站位于河北省唐山市唐山國際旅游島，為國家直屬站，國家海洋局秦皇島海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站管理，暫時(shí)無人值守。位置如圖1 所示。

圖1 唐山三島海洋站位置示意圖

目前，唐山三島海洋站水文氣象觀測(cè)項(xiàng)目共8 項(xiàng)，分別為表層海水溫度、表層海水鹽度、潮汐、氣壓、空氣溫度、相對(duì)濕度、降水和風(fēng)。

本文對(duì)2019 年1 月-2020 年12 月唐山三島海洋站水文要素中的表層海水水溫、表層海水鹽度（以下簡(jiǎn)稱“水溫”和“鹽度”）整點(diǎn)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，資料的觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和精確度符合《海濱觀測(cè)規(guī)范》的要求。本文水溫是指海水表面島0.5m 深處之間的海水溫度；鹽度是指海水表面島0.5m 深處之間的海水實(shí)用鹽度；春季是指3 月、4 月、5 月，夏季是指6月、7 月、8 月，秋季是指9 月、10 月、11月，冬季是指12 月、1 月、2 月。

2 數(shù)據(jù)分析

通過對(duì)2019 年-2020 年唐山三島海洋站水文要素中水溫、鹽度數(shù)據(jù)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)水溫、鹽度的季節(jié)性變化和年際變化，及其月平均、年平均、年最高值及對(duì)應(yīng)時(shí)間、年最低值及對(duì)應(yīng)時(shí)間變化規(guī)律進(jìn)行了分析和總結(jié)。

2.1 水溫特征值分析

通過對(duì)2019 年-2020 年期間唐山三島海洋站水文要素中水溫?cái)?shù)據(jù)資料的統(tǒng)計(jì)歸納，對(duì)水溫的月平均變化、年平均變化、年最高值及對(duì)應(yīng)時(shí)間、年最低值及對(duì)應(yīng)時(shí)間的變化規(guī)律進(jìn)行分析總結(jié)。

由表1 統(tǒng)計(jì)分析可知，唐山三島海洋站2019 年-2020 年年平均水溫分別為13.9℃和14℃，由此可見水溫年均變化極?。蛔罡咴缕骄疁鼐鶠?7.5℃，分別出現(xiàn)在2019 年7 月和2020 年8 月份，均出現(xiàn)在夏季；年最高水溫分別為30.6℃和29.3℃，均出現(xiàn)在8 月份，出現(xiàn)在夏季；年最低水溫分別為-1.7℃和-1.6℃，分別出現(xiàn)在2019 年1 月份和2020 年12 月份，均出現(xiàn)在冬季，兩年年最高水溫和最低水溫變化均較小，分別出現(xiàn)在當(dāng)年的夏季和冬季。

表1 2019 年-2020 年唐山三島海洋站水溫月平均及年特征值統(tǒng)計(jì)表

由圖3 分析可知，唐山三島海洋站月平均水溫季節(jié)性變化的特征是：從2 月份開始唐山三島海洋站水溫開始逐步升溫，春季月平均水溫增溫速率最大，增溫最快，夏季月平均水溫達(dá)到最大值，8 月份出現(xiàn)年最高水溫。此后唐山三島海洋站開始進(jìn)入快速降溫期，在冬季降至全年月平均最低，并在1 月或12 月出現(xiàn)年最低水溫。分析圖2 兩年月平均曲線變化可知，唐山三島海洋站兩年月平均水溫變化較小，相比較同年其他月份1 月、2 月份及12 月變化較大。

圖2

圖3 唐山三島海洋站2019 年-2020 年水溫月平均變化圖

2.2 鹽度特征值分析

通過對(duì)2019 年-2020 年期間唐山三島海洋站水文要素中鹽度數(shù)據(jù)資料的統(tǒng)計(jì)歸納，對(duì)鹽度的月平均變化、年平均變化、年最高值及對(duì)應(yīng)時(shí)間、年最低值及對(duì)應(yīng)時(shí)間的變化規(guī)律進(jìn)行分析總結(jié)。

由表2 統(tǒng)計(jì)分析可知，唐山三島海洋站2019 年鹽度介于23.2‰～33.9‰，年平均鹽度為32.3‰，最高月平均為33.5‰，最低月平均為30.2‰，其中年最高鹽度為33.9‰，年最低鹽度為23.2‰；2020 年鹽度介于28.5‰～34.2‰，年平均鹽度為32.4‰，最高月平均為33.5‰，最低月平均為30.9‰，年最高鹽度為34.2‰，年最低鹽度為28.5‰。綜上可知，兩年鹽度年平均、年最高變化較小，年最低變化較大。

表2、圖4 綜合分析可知，2019 年、2020 年唐山三島海洋站最高月平均鹽度均出現(xiàn)在春季，最低月平均分別出現(xiàn)在8月份和9 月份；年最高鹽度出現(xiàn)在5、6 月份，年最低鹽度出現(xiàn)在8、9 月份。

由圖4 可知，鹽度月平均呈現(xiàn)“兩峰一谷”，2 月份開始鹽度月平均值開始上升，4、5月份達(dá)到最大，出現(xiàn)第一波峰，之后開始逐步下降，11 月份出現(xiàn)第二波峰，第二波峰略低于第一波峰；8、9 月份達(dá)到月均最小值，出現(xiàn)波谷。

結(jié)合表2、圖4 和圖5 分析可知，唐山三島海洋站兩年鹽度年平均變化為0.1‰，年最高差值為0.3‰，兩年年平均與年最高變化值較小。年最低變化較大，2019 年年最低鹽度比2020 年年最低鹽度低5.3‰，對(duì)比這兩年年最低鹽度出現(xiàn)的相應(yīng)月份的降水，2019 年比2020 年多40%。綜合圖表，可知鹽度與降水存在較大的相關(guān)性，受降水影響較為明顯。

圖4 唐山三島海洋站2019 年-2020年鹽度月平均變化圖

圖5 唐山三島海洋站2019 年-2020年各月總降水量統(tǒng)計(jì)圖

表2 唐山三島海洋站2019 年-2020 年鹽度月平均及年特征值統(tǒng)計(jì)表

3 結(jié)論

本文采用了2019 年-2020 年唐山三島海洋站水文要素中水溫、鹽度實(shí)測(cè)整點(diǎn)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)、分析表層水溫和鹽度的月平均、年平均、年最高值及對(duì)應(yīng)時(shí)間、年最低值及對(duì)應(yīng)時(shí)間的變化特征。得出如下規(guī)律：

3.1 水溫變化規(guī)律

唐山三島海洋站水溫的年變化呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性變化，夏季最高，冬季最低，并對(duì)應(yīng)出現(xiàn)年度最高溫和最低溫，年際變化較小。

水溫月平均變化特征，春季、夏季明顯升溫，并在夏季達(dá)到最高溫度，其中7、8 月份月平均水溫變化較小，秋季開始進(jìn)入快速降溫期，冬季達(dá)到最低。

3.2 鹽度變化規(guī)律

唐山三島海洋站鹽度月平均呈現(xiàn)“兩峰一谷”的特征，第一波峰均出現(xiàn)在春季；春季、夏季鹽度月平均變化較大，第一波谷出現(xiàn)在8、9 月份，11 月份出現(xiàn)第二波峰，且第二波峰略低于第一波峰。鹽度變化年際變化較小，年最高變化值較小，年最低變化較大，鹽度月平均以4、5、6 月份為高，不同年份時(shí)間和高值略有差異，年度最低鹽度均為8、9 月份，參考對(duì)應(yīng)年份降水，可知鹽度與降水量關(guān)系密切。