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”。
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