唐山三島海洋站水文氣象要素特征分析

李桂敏，杜雨蒙*，劉 龍，王全穎，張浩男

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

引言

渤海灣是渤海向西凹入的弧形淺水灣,分布有天津港、曹妃甸港、唐山港等多個港口,是我國重要的海上門戶及水上交通運輸樞紐[1]，因此，深入研究渤海的水文、氣象特征，對于保障我國國防建設、促進經濟社會尤其是環(huán)渤海地區(qū)的經濟社會發(fā)展，具有重要的現實意義[2]。袁本坤等[3]通過對環(huán)渤海沿岸9 個岸基海洋站的表層水溫和鹽度等觀測數據進行分析，得到了該海域表層水溫和鹽度的季節(jié)變化特征。夏維等[4]通過對珠江口附近海域夏季氣象水文要素實測數據的分析，發(fā)現表層鹽度主要受降水影響，降水量增多會造成觀測站位鹽度驟減。

本文利用唐山三島海洋站2018-2020 年間氣溫、氣壓、降水、表層水溫和鹽度實測整點數據資料，統(tǒng)計分析唐山三島海洋站水文氣象數據變化規(guī)律，了解其特征變化，為促進當地經濟發(fā)展進一步提供科學依據。

1 數據說明

唐山三島海洋站于2013 年8 月建站，現為無人值守站。該站監(jiān)測項目覆蓋氣溫、氣壓、相對濕度、風向風速、降水、表層水溫、鹽度和潮汐等八項水文氣象要素。

本文選取的水文氣象要素數據為唐山三島海洋站2018 年1 月-2020 年12 月的實測整點數據。本文中春季為3-5 月，夏季為6-8 月，秋季為9-11 月，冬季為12 月、1 月、2 月。

2 結果分析

2.1 氣象要素分析

2.1.1 氣溫、氣壓要素特征分析

2018-2020 年唐山三島海洋站氣溫月均值均為1月開始逐步上升，6-7 月份達到最高值，之后逐步下降，并在1 月份、2 月份或12 月份出現最低值。由圖1還可看出，氣壓月均值與氣溫月均值走向相反，表現出氣壓月均值從1 月份開始減小，在6-8 月份達到最低值，之后氣壓月均值逐步上升，三年氣壓月均值最大值均出現在12 月份。2018-2020 年氣溫特征值統(tǒng)計見表1，2018-2020 年氣壓特征值統(tǒng)計見表2。

表1 2018-2020 年氣溫特征值統(tǒng)計

表2 2018-2020 年氣壓特征值統(tǒng)計

圖1 2018-2020 年氣溫、氣壓月均值曲線

唐山三島海洋站氣溫年均值、氣壓年均值變化較小，氣溫月最高出現在夏季，最低出現在冬季；氣壓與氣溫最高、最低值出現時間相反，最高出現在冬季，最低出現在夏季。由圖2 可知，唐山三島海洋站氣壓月均與氣溫月均呈現顯著負相關性。

圖2 2018-2020 年氣溫、氣壓相關性分析

2.1.2 降水要素特征分析

由圖3 可知，2018-2020 年唐山三島海洋站夏季降水量逐年降低，相較于2018 年和2019 年，2020 年春季、秋季降水量有明顯增加，均大于前兩年同季節(jié)降水量。2018-2020 年唐山三島海洋站降水量主要集中在夏季，其次為春季、秋季，冬季降水量較少，具有明顯的季節(jié)性變化特征。

圖3 2018-2020 年降水各季總降水量

2.2 表層水溫、鹽度要素特征分析

唐山三島海洋站表層水溫月均值從1 月份開始逐漸升高，到7、8 月份表層水溫月均值達到最大，然后開始呈現下降趨勢。表層鹽度月均值由1 月份開始逐漸升高，春季出現最大值，然后逐漸開始下降，在7、8、9 月份出現最低值，之后表層鹽度月均值逐漸上升。結合圖4、圖5 可看出，2018-2020 年唐山三島海洋站表層鹽度變化與降水量有密切關系，7、8、9 月份降水量最大，同期表層鹽度月均值最低，其他月份降水量適中，表層鹽度變化較小。

圖4 2018-2020 年表層水溫、鹽度月均值曲線

圖5 2018-2020 年表層鹽度月均值、月累計降水量曲線

圖6、圖7 分別對表層鹽度與表層水溫、表層鹽度與降水相關性進行分析，由此可知，唐山三島海洋站表層鹽度月均值與表層水溫關系呈現正相關，但關系不顯著；與降水呈現顯著負相關關系。

圖6 2018-2020 年表層水溫、鹽度相關性分析

圖7 2018-2020 年降水、表層鹽度相關性分析

2018-2020 年表層水溫特征值統(tǒng)計見表3。2018-2020 年表層鹽度特征值統(tǒng)計見表4。

表3 2018-2020 年表層水溫特征值統(tǒng)計

表4 2018-2020 年表層鹽度特征值統(tǒng)計

2018-2020 年唐山三島海洋站表層水溫、鹽度年平均值變化較小。表層水溫年最高值逐年略微下降，年最低值逐年略微升高；表層水溫年最高值均在8月份（夏季），年最低值出現比較分散，分別出現在1月、2 月、12 月份，但均出現在冬季。2018 年、2020 年表層鹽度年最大值、年最小值變化不大，2019 年表層鹽度年最大值、年最小值和年平均值較2018 年和2020 年偏低。

3 結論

（1）唐山三島海洋站的氣溫與氣壓要素呈現顯著負相關關系，并有明顯的季節(jié)性變化。年最高氣溫值出現在夏季，年最低氣溫值出現在冬季；年最高氣壓值與溫度值趨勢相反，年最高氣壓出現在冬季，年最低氣壓出現在夏季。

（2）唐山三島海洋站降水主要集中在夏季，春秋次之，冬季最少，存在明顯的季節(jié)性變化。

（3）唐山三島海洋站表層水溫均有明顯的季節(jié)性變化，夏季表層水溫最高，冬季表層水溫最低，變化趨勢與氣溫變化相同。

（4）2018-2020 年唐山三島海洋站表層鹽度最低值出現在夏季，主要受降水影響，表層鹽度與降水呈現顯著負相關性。