黃渤海海洋水文氣象環境極值分布特征研究

汪 寧

（山東省青島市海軍北海艦隊海洋水文氣象中心，山東 青島 266003）

引言：海洋大氣環境，特別是海風、海浪和海流，對于海洋軍事戰略的部署和航海條件有著重要的影響。較好的掌握海洋大氣環境極值的分布特征，便能夠充分利用海洋優勢。寒潮，臺風，氣旋等對海風，海浪以及海流的影響最為重要，通過氣象實例的分析，以及數據的計算，可以很好的對黃渤海海洋環境水文氣象的極值分布進行研究。

一、黃渤海海洋的具體情況

1、渤海的位置、面積、水溫

屬于渤海范圍的分別包括遼東灣和渤海灣以及萊州灣和中部海區，占據我國海域面積的1.63%，實際海域面積為77000Km2，具體位于遼東半島南和山東半島北的連線往西，在北緯37° 07′～41° 0′，東經117°35′～121°10′。渤海位于北方，水溫跟隨北方大陸氣候變化，在2月份左右水溫在0度左右，嚴寒時候，秦皇島和葫蘆島除外，沿海岸邊都會冰凍，嚴冬過后，3月初融冰時，水溫在11度左右，會常有出現很多的流冰，8月份時的水溫到達21度。渤海海域的大部分海水含有大陸河川流進來的淡水，所以含鹽量是中國近海最低。渤海海水的含鹽度為30psu（Practical salinity unit）。

2、黃海的位置、面積、水溫

根據黃海的地理特征海洋學家將黃海分為北黃海和南黃海，黃海的具體位置位于山東半島和蘇北平原中間，東臨朝鮮半島，北臨遼東半島，黃海海域面積為40萬平方公里，黃海的最深海域位于東南部，最深海域海深為140米。山東半島、遼東半島和朝鮮半島之間的的海域稱為北黃海，屬于半封閉海域，北海域面積大約為8萬平方公里，北海海域的平均水深為40米，最深海域位于白翎島的西南側，最深水深為86米。南黃海是指長江口和濟州島的直線往北的圓形位置，屬于半封閉海域，南黃海的海域面積為30多萬平方公里，南黃海域的平均水深是45米，南黃海域的最深海域位于濟州島北側，其海域最深度是140米。黃海水溫的溫度在15度到24度之間，水溫波動比較平穩。黃海海水的鹽度為32 psu，含鹽量較低。

二、黃渤海區域風速浪高極值分析及分布特征

通過對30年的風場流場和有效波高數據的分析以及最小二乘法估計最佳參數，可以估計不同重現期的水文氣象極值。[1]

圖4.2.1-a是渤海內某點的風速年極值分布，圖4.2.1-b是該點的波高年極值分布 ：

由圖4.2.1-a可得圖4.2.1-b：

（1）1971、1980、1983、1985、1989、1993、1997年的年極值風速較大，1971、1974、1979、1983、1988、1993、1997年的年極值波高較大。

（2）1976、1981、1984、1991、1996、1999年的年極值風速較小，1976、1981、1984、1991、1995年的年極值波高較小。

（3）受大風影響，波高會因大風的影響增大，整個的分布情況相對符實。

圖4.2.1-c是黃海內某點的風速年極值分布，圖4.2.1-d是該點的浪高年極值分布：

由圖4.2.1-c可得圖4.2.1-d：

（1）1972、1979、1981、1983、1986、1993、1997年的年極值風速較大，1972、1979、1981、1983、1986、1993、1999年的年極值波高較大。

（2）1974、1978、1985、1991、1995年的年極值風速較小，1973、1975、1978、1985、1991、1995年的年極值波高較小

（3）經分析，該海域的波高波動大部分因風的原因，風速分布和波高分布情況絕大部分都一致。

經過以上分析研究表明寒潮大風和臺風會引起的波高是年最大的波高，黃海海域的風速年極值和波高年極值的分布情況的數據比較相對符實。根據數據分析，渤海的年極值波高明顯小于黃海，同時顯示渤海的極值波高與極值風速的一致程度明顯小于黃海的分布趨勢。

三、黃渤海區域流速極值分析及分布特征

通過對30年的風流場數據分析，可以畫出每一年流速極值的分布圖，根據下邊四副不相同的幾個年代的年極值情況分布圖來對黃海和渤海年極值的分布情況進行分析。

通過對右上四副圖的數據分析得出，在黃海和渤海的海域多年來的最大流速在50cm/s和100cm/s之間。渤海海灘的強流區分別存在與老鐵山水道、遼東灣頂部、黃河口、登州水道四個強流區，老鐵山水道由沿遼東半島西岸進入遼東灣；遼東灣頂部是因為地形的原因導致該區域的流動較強；登州水道通往黃海的重要區域。位于北黃海沿朝鮮半島往南的區域屬于強流區域，其中幾個非常強的流速區位于朝鮮半島的幾個海灣中，部分地方居然不止1.5m/s。第一個強流區位于濟州島的西北方向、朝鮮半島的西南方向，因這些地區有潮流所以使這些強流占優勢。第二個強流區位于山東成山頭以東，第三個特別明顯的強流帶因受長江中淡水的影響，位于黃海南部的浙江沿岸海域。黃海東部的流速均大于西部的流速。

結論:黃渤海海域在我國具有重要的戰略地位，因此加強黃渤海區域的水文氣象極值分布特征的研究是非常重要的。本文通過對以往多年的風速年極值和浪高年極值以及流速的數據研究得出，南黃海的因為承受風區的的區域較長，大浪大部分都位于南黃海區，很清楚的顯示黃海受海浪影響比渤海明顯，同時，北黃海受大浪影響要比渤海明顯。在南黃海海域，對于多年來難得一遇的臺風以及強溫帶氣候所造成的影響是不一樣的，極值波高所受中短期的多年來才有一次的溫帶氣旋的影響較大，而臺風在中長期的多年一遇極值波高中影響較大。風速，波高和流速除了受寒潮臺風等影響較大外，還受地形影響。因此極值分布的研究要從多方面進行分析。

只有更好的掌握黃渤海區域的水文氣象環境極值分布，才能更好的利用海洋氣象優勢，保護我國的航海安全以及海洋權益，保護海洋環境。

[1]陳子燊，劉曾美路劍飛，于吉濤，基于廣義極值分布的設計波高推算[J]，熱帶海洋學報，2011(03)

[2]鄧兆青，周良明，吳倫宇，郭佩芳，渤海重現期波高的數值計算[J]，海洋湖沼通報，2007(S1)

[3]尹文昱，張永寧，渤海海峽風浪特征統計分析[J]，大連海事大學學報，2006(04)

[4]劉德輔，,王樹青，郭海燕，海洋立管綜合環境條件設計標準研究[J]，海洋工程，2001(02)