秦皇島海域冰情特征分析*

袁本坤，商杰，趙紹禎，黎舸，焦艷，王立新，杜春平

(1. 山東省海洋生態環境與防災減災重點實驗室 青島 266061； 2.國家海洋局北海預報中心 青島 266061；3.中國石油海上應急救援響應中心 唐山 063200)

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秦皇島海域冰情特征分析*

袁本坤1，2，商杰1，2，趙紹禎3，黎舸1，2，焦艷1，2，王立新3，杜春平3

(1. 山東省海洋生態環境與防災減災重點實驗室 青島 266061； 2.國家海洋局北海預報中心 青島 266061；3.中國石油海上應急救援響應中心 唐山 063200)

秦皇島海域是我國主要的結冰海區之一，每年冬季都有不同程度的結冰現象，給海上交通運輸、漁業生產、旅游以及油氣勘探開發等各類經濟活動造成很大影響，并對船舶和工程設施等構成嚴重威脅。文章利用衛星遙感、航空、船舶以及岸基海洋站等觀測方式所獲取的冰情要素數據，對秦皇島海域的各類冰情要素進行了綜合分析，得出了該海域的冰日、冰期、冰型、冰厚、海冰表面特征、浮冰密集度以及結冰范圍等，同時給出了該海域的浮冰流向流速、地理分布特征等分析結果。

秦皇島海域；海冰；冰情特征；分析

秦皇島海域位于渤海的遼東灣西部，地理位置優越，區位優勢明顯。其中，位于該海域沿岸的秦皇島港是中國內貿煤炭運輸大通道的最重要樞紐港，在中國煤炭運輸體系中具有舉足輕重的地位。但是，由于該海域地理位置偏北，冬季易受北方南下冷空氣影響，每年冬季都有海水結冰現象[1]，給海上交通運輸、漁業生產、旅游以及油氣勘探開發等經濟活動造成很大影響，并對船舶和工程設施等構成嚴重威脅。歷史上該海域也曾發生過嚴重海冰災害，并造成了巨大損失。海冰已成為制約該地區海洋經濟尤其是海上交通運輸和油氣開發等活動的重要環境因素之一。因此，深入了解和掌握該海域的海冰時空分布、變化等冰情基本特征，對于有效減輕海冰災害、促進和保障該地區的經濟社會健康有序發展有著十分重要的現實意義。

1 研究區域概況

秦皇島海域位于遼東灣西部，海岸線東起山海關區金絲河口、西至昌黎縣灤河口，全長162.67 km[2]，20 m等深線以內海域總面積2 114 km2[3]。

2 數據來源

本文所用冰情數據主要包括：

(1)國家海洋局秦皇島海洋站1964—2013年海冰觀測資料。

(2)國家衛星海洋應用中心提供的2009—2013年冬季海洋衛星(HY-1/1A)渤海海冰遙感數據。

(3)中國資源衛星應用中心提供的2009—2013年冬季環境衛星(HJ-1A/1B)渤海海冰遙感數據。

(4)國家海洋局北海分局2009—2013年冬季海冰災害應急監測獲取的部分冰情數據。

(5)國家海洋局北海分局歷年海冰船舶、航空監測數據。此外，為了更加準確地分析秦皇島海域的冰情特征，本文內容還參考了部分已有研究成果或文獻給出的數據。

3 冰情特征分析

3.1 冰日與冰期

根據各種歷史監測資料綜合統計、分析，秦皇島海域一般于每年的11月下旬或12月上旬開始結冰，翌年2月下旬或3月上旬終冰，冰期一般為60～80 d[4]。其中，初冰期為25～35 d，嚴重冰期為15～25 d，一般出現在1月中旬至2月上旬，融冰期為15 d左右(表1)。

表1 秦皇島海域冰日冰期統計(以秦皇島站為代表)

注：資料年限為1964-2013年。

3.2 冰型、冰厚及結冰范圍

3.2.1 初冰期

初冰期(以常冰年*根據現行冰情等級劃分標準，我國結冰海區的冰情共分5個等級：輕冰年、偏輕冰年、常冰年、偏重冰年以及重冰年。為代表，下同)前期以初生冰和冰皮為主，間有尼羅冰和少量蓮葉冰；一般冰厚2～6 cm，最大為10 cm，浮冰范圍(浮冰最大外緣線離岸距離，下同)在1～2 n mile以內，最大為4 n mile。

初冰期后期冰型以尼羅冰和灰冰為主，間有蓮葉冰和冰皮等；平整冰厚為3～8 cm，最大15 cm；浮冰范圍為2～3 n mile，最大5 n mile。

3.2.2 嚴重冰期

嚴重冰期冰型以尼羅冰和灰冰為主，間有蓮葉冰、灰白冰及少量白冰等；平整冰厚為5～15 cm，最大25 cm；浮冰范圍為5～15 n mile，最大20 n mile。

圖1和圖2給出了2013年2月10日和2010年2月12日嚴重冰期內秦皇島海域部分冰情衛星遙感影像圖。

圖1 2013年2月10日秦皇島海域冰情

圖2 2010年2月12日秦皇島海域冰情

3.2.3 終冰期

冰型以冰皮為主，間有蓮葉冰和尼羅冰以及少量灰冰；平整冰厚為3～5 cm，最大10 cm；浮冰范圍為在5 n mile以內。

因受強冷空氣影響，融冰期內秦皇島海域冰情常常出現反復。

3.3 浮冰密集度

浮冰密集度是指浮冰覆蓋面積占浮冰分布海面的成數。根據衛星遙感及航空等歷史監測資料綜合分析，秦皇島海域嚴重冰期內的海冰密集度為4～6成，最大8成。

3.4 海冰表面特征

海冰表面特征是指海冰在動力或熱力作用下所呈現的外貌特征。根據監測，秦皇島海域海冰表面特征類型(按照每年冬季出現頻率和量的多少排序)依次為：平整冰、重疊冰、冰丘和覆雪冰。

3.5 浮冰流向和流速

浮冰在風、浪、流等外力作用下，會發生漂移、流動。根據各種觀測資料與數據綜合分析，秦皇島海域大多數海區的浮冰漂流方向以西南(SW)、西南偏西(WSW)和西向(W)為主。總的來講，近岸海域浮冰的漂流方向與潮流方向大致相同，并且與海岸線基本平行。各向浮冰平均漂流速度在0.3 m/s左右，最大流速在0.7 m/s[5]。

受地理特征和潮流等水動力條件影響，秦皇島海域各海區浮冰流向與流速存在一定差異。

3.6 海冰地理分布

受氣象、海洋等自然因子變化影響，秦皇島海域的海冰分布具有明顯的地理差異。根據衛星遙感、船舶、航空及海洋站等監測數據綜合分析，初冰期內，海冰主要分布在該海域西北部的河口、淺灘等近岸區域；嚴重冰期內，海冰往往布滿該海域北部的大部分海區(圖1和圖2)；融冰期內，秦皇島海域大部分海區基本無冰，但其東部海區因受遼東灣灣底向外漂移的浮冰影響，常常會有少量浮冰分布。

4 結論與討論

秦皇島海域是我國主要的結冰海區之一。本文利用衛星遙感、航空、船舶以及岸基海洋站等觀測方式所獲取的冰情數據，對秦皇島海域的各類冰情要素進行了綜合分析，得到如下結論：

(1)秦皇島海域每年冬季都有不同程度的海水結冰現象；總冰期在60～80 d，其中嚴重冰期為15～25 d。

(2)通常，秦皇島海域的海冰總體呈現北部海域重、南部海域輕，河口、淺灘等近岸海域重、遠岸海域輕的分布特點。

海冰是一種自然現象。冰情嚴重時海冰可以封鎖港口、海灣和航道，并對海上交通運輸、油氣開發以及漁業捕撈、水產養殖等各類海上活動造成影響甚至災害。根據資料統計[6]，渤海嚴重和比較嚴重的海冰災害大致每5～6 a發生一次，而局部海域出現的海冰災害幾乎每年都有發生。因此，秦皇島作為我國的主要結冰海區之一，應當高度重視其海域的海冰研究[7]及其災害風險管理和應急工作，同時應加強海冰監測、預警和災害風險評估、區劃等技術工作，以提高該海域的海冰防災減災能力和水平，最大限度地降低海冰可能造成的損失。

[1] 張方儉.我國的海冰[M].北京：海洋出版社，1986.

[2] 河北省海洋局.河北省海洋功能區劃[R].石家莊：河北省海洋局，2011.

[3] 秦皇島市人民政府政務網.自然地理[EB/OL].(2014-03-06)[2014-04-06]. http://www.qhd.gov.cn/front/csmpthird.action？id=62371&tid=445&block=0.

[4] 國家海洋環境預報中心.海冰災害及其對沿海地區社會經濟發展評價技術報告[R].北京：國家海洋局，2011.

[5] 國家海洋局北海預報中心.2013/2014年冬季冀東油田作業海域海冰監測報告[R].唐山：中國石油冀東油田分公司，2014.

[6] 王相玉，袁本坤，商杰，等.渤黃海海冰災害與防御對策[J].海岸工程，2011，30(4)：45-55.

[7] 孫劭，蘇潔，史培軍.2010年渤海海冰災害特征分析[J].自然災害學報，2011，20(6)：87-92.

國家海洋局海洋公益性行業科研專項經費項目(201105016).

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1005-9857(2015)09-0078-03