近十年厦门湾赤潮发生与热带气旋的关系研究

曾银东，陈剑桥，李雪丁

（福建省海洋预报台，福建福州 350003）

近十年厦门湾赤潮发生与热带气旋的关系研究

曾银东，陈剑桥，李雪丁

（福建省海洋预报台，福建福州 350003）

利用2001—2010年历史赤潮记录、热带气旋、500 hPa高空形势、地面形势以及逐日的气温、气压、相对湿度和风速等资料，分析研究了近十年厦门湾赤潮发生与热带气旋的关系。结果表明，在热带气旋外围暖舌的影响下，厦门湾往往会发生赤潮。热带气旋诱发厦门湾赤潮的时间主要集中在6—8月，诱发赤潮的热带气旋可归纳为南海西行型、台湾岛东部靠近型和南海东移北上型3类。其中热带气旋南海西行型诱发厦门湾赤潮较多。

厦门湾；赤潮；热带气旋；关系

1 引言

厦门湾位于福建东南沿海，系一个半封闭型的河口港湾，是福建省赤潮多发区域。据统计，2001—2010年厦门湾发生赤潮47起，年均发生赤潮4.7起，占全省30%。目前赤潮发生机理尚不清楚，一般认为具备藻类生物以及海水富营养化是赤潮发生的物质基础必要条件[1]，水文气象条件的变化是诱发赤潮的重要原因[2-3]。在此理论下，当海域满足海水富营养化的条件下，可以探询有利于赤潮发生的水文气象条件来预报赤潮[4]，王咏亮（2005）[5]、张俊峰（2006）[6]等的研究结果表明，根据大气环流形势和水文气象条件的变化趋势预报赤潮是可行的。根据2003—2009年福建省海洋环境质量公报，厦门湾是一个污染较为严重的海域，主要污染物质为无机氮、活性磷酸盐和石油类，该海域常年处于水体富营养化状态，具备赤潮发生的化学条件。

庄万金（1991）[7]分析了厦门港赤潮发生区溶解氧的时空变化与赤潮生物和环境因子的关系，提出DO、COD、pH值可作为监测、监视和预报赤潮的一种重要手段。蓝虹等（2004）[8]研究了厦门西海域一次中肋骨条藻赤潮与水文气象关系，指出水文气象的变化特征可用作厦门西海域赤潮预警预报指标；吴立峰（2006）[9]研究了厦门同安湾硅藻赤潮与理化环境条件的关系，指出适宜的水温和盐度的变化可能是诱发硅藻赤潮的原因之一；陈国斌（2008）[10]对2006年厦门同安湾海域赤潮中赤潮生物及天气进行分析，首次指出台风对同安湾赤潮有明显的影响；苏灵江（2009）[11]分析了厦门海域血红哈卡藻赤潮的环流形势和水文气象条件，提出在冬季向春季的转换过渡期，回暖的天气形势对厦门海域冬季血红哈卡藻赤潮的发生起着重要的作用。上述研究为厦门海域赤潮的监测、预报提供了理论基础，但以往研究多基于生物、化学、水文气象和天气特征分析，虽有提到台风对赤潮的影响，但至今没有针对厦门湾赤潮与热带气旋关系进行研究。厦门湾赤潮的高发季节为夏季（6—8月份），占厦门湾赤潮发生总数的81%，该季节正是西北太平洋热带气旋活动最为频繁的时期，笔者对近十年厦门湾赤潮与热带气旋之间的关系进行了初步分析。结果表明，当热带气旋外围影响厦门湾，但并非正面袭击时，在热带气旋影响前后，厦门湾往往会有赤潮发生，十年间共发现16起赤潮，分属12次过程，占到了厦门湾赤潮发生总数的34%，由此可见热带气旋是诱发厦门湾赤潮的一个重要天气系统。

某个海域受热带气旋外围低值系统影响时，除了造成该海域高温以外，同时使该海域海平面产生减压，造成该海区海平面产生上升[12]，从而带动水体上升，上升流将海底的藻种带到海表面透光层，在其他条件具备时光合作用使藻种暴发性增殖而发生赤潮。

以此假设为出发点，本文利用NCEP的500 hPa高空环流形势场、台风和厦门站气象等资料，研究了热带气旋诱发厦门湾赤潮的过程，为今后预报厦门湾赤潮的发生、消亡提供一些依据。

2 热带气旋影响下厦门湾赤潮的基本特征分析

据2001—2010年厦门湾赤潮的历史记录，热带气旋影响下厦门湾发生赤潮的个例有16起，分属12个过程（见表 1），主要发生在6、7月份（占75%），其次是8月份（占19%）；赤潮影响最大面积200 km2，最小仅5 km2；赤潮持续时间较短，一般为1—5天，最长7天；赤潮优势藻种多为无毒的中肋骨条藻、角毛藻和硅藻，仅2003年6月3日在厦门西海域发生了一起有毒的米金裸甲藻赤潮；赤潮多发生在厦门西海域（11起），其次是厦门同安湾（4起），最后是厦门九龙江口（1起）。

3 赤潮发生的热带气旋形势场分析

综合分析历次赤潮暴发前天气形势演变、热带气旋移动路径、厦门站气象要素变化特征，利用热带气旋路径和NCEP再分析资料，将2001—2010年间诱发厦门湾赤潮的热带气旋分成南海西行型、台湾岛东部靠近型和南海东移北上型三种类型。三种类型热带气旋影响下，厦门站各气象要素变化也各具明显特征。

3.1 热带气旋南海西行型

热带气旋南海西行型在热带气旋诱发厦门湾赤潮中占比重最大，是主要的天气形势，该型共诱发赤潮10起（6月5起，7月3起，8月2起），分属8个天气过程。该型的热带气旋无论是在菲律宾以东洋面生成发展并穿过菲律宾进入南海，还是在南海生成，都在南海中南部从东南向西北方向行进，最后登录海南、广东和越南等地，尤其是当热带气旋移动到西沙群岛北面时（见图1），厦门湾有赤潮发生。

该型赤潮暴发前期，高空500 hPa大气环流形势（见图2a）为东亚没有明显大槽，贝加尔湖有暖脊，中纬度环流较为平直，副高呈强盛的带状，脊线处于28°N附近，西边界伸入陆地，厦门处于热带气旋外围北部的低值区中；地面上（见图2b）受海上高压西南部和热带气旋外围影响，盛行偏南风，气压梯度不大。由此可见，厦门地区高空受东南气流控制、地面盛行东南风时有利于赤潮酝酿。

表1 热带气旋影响下厦门湾赤潮发生情况

图1 南海西行热带气旋路径图

图2 热带气旋南海西行型历次赤潮暴发前三天天气形势平均场

西行型热带气旋在南海西行后厦门湾发生赤潮的天气形势变化过程，与周遵春（2002）[13]分析的辽东湾夜光藻赤潮暴发的天气现象类似。赤潮暴发前期海区受热带气旋外围暖舌影响气温呈上升趋势，气压总体较低，温度、湿度都较高，赤潮处于酝酿阶段；热带气旋西移后，厦门受副高近中心区域控制，气压升高，云量减少有一定光照，持续高温，导致赤潮暴发（见图3）。

我们还注意到，这类诱发赤潮暴发的热带气旋往往经20°N以南的西沙附近海域，其中心离厦门海域约10个纬距。也就是说厦门海域处于热带气旋外围7级大风圈以外的海域，由于风力较小而利于赤潮的酝酿。

图3 2003年8月18—25日厦门地区气象要素变化趋势

3.2 热带气旋台湾岛东部靠近型

热带气旋台湾岛东部靠近型是热带气旋诱发厦门湾赤潮的第二种主要天气形势，共诱发厦门湾赤潮5起（4月1起，7月3起，8月1起），分属5个天气过程。该型的热带气旋在菲律宾东部或台湾岛东南部生成后，从东南向台湾岛靠近，之后登陆台湾岛继续西北行或转向北上，在热带气旋移动至台湾岛东面海域（见图4），但尚未正面影响厦门湾时，厦门湾有赤潮发生。

图4 热带气旋台湾岛东部靠近型路径图

该型赤潮暴发前期，高空500 hPa大气环流形势（见图5a）为东北地区有弱槽，贝加尔湖有弱脊，西南地区有浅槽，副高为条带状，588线西缘呈舌状伸入内陆，面积较小，仅覆盖厦门区域，热带气旋在副高南侧东南气流引导向厦门靠近；对应地面（见图5b），厦门处于弱高压控制，与菲律宾近海气旋、南海气旋和江淮气旋均有一定的距离。由此可见，高空受弱副高控制地面无明显系统影响是台湾岛东部靠近型赤潮酝酿初期的主要形势。

厦门地区气象要素变化特征为气温呈上升趋势，湿度偏高，气压持续降低，风速较小（见图6）。该型赤潮酝酿期的特点与南海西行型类似，但具有比后者气温更高，湿度更大，气压更低及风速更小等特点。

图5 热带气旋台湾岛东部靠近型历次赤潮暴发前三天天气形势平均场

此类型赤潮是在热带气旋正面向厦门湾靠近之前，气压持续降低的过程中暴发，当热带气旋临近时，水体受大风大浪的扰动，赤潮消退，因此该型赤潮酝酿时间短，持续时间也短。

3.3 热带气旋南海东移北上型

热带气旋在南海东移北上型在近十年共诱发厦门湾赤潮1起（发生在6月份）。该型的热带气旋在南海东北部生成，之后向东北方向行进，在移行至台湾岛东部时，厦门湾有赤潮发生（见图7）。

图6 2005年8月24—31日厦门地区气象要素变化趋势图

图7 南海西行热带气旋路径图

图8 热带气旋南海东移北上型赤潮暴发前三天天气形势平均场

该型赤潮暴发前期，高空500 hPa大气环流形势（见图8a）中高纬度为稳定的一槽一脊，贝加尔湖蒙古地区为高压脊，东亚大槽已经移入日本海；副高尚未开始北抬，主体位于菲律宾东南部，南海气旋位于副高西北侧；厦门处于槽后和脊前的位置，无冷空气活动。对应地面（见图8b），厦门处于南海气旋西北侧外围，气流东到东北向。

厦门地区气象要素变化特征为，前期厦门沿海受热带气旋外围低压区影响，气温偏高，气压较低、风向东北偏东、风力不大，有利于赤潮的酝酿和发展；待热带气旋向东北方向远离厦门地区靠近台湾岛东部海域过程中，气温下降，气压升高，厦门赤潮暴发。该型引起气压、气温要素变化与热带气旋台湾东部靠近型的特征完全相反，气压较低呈上升趋势、气温下降。

图9 2003年5月28日—6月3日厦门地区气象要素变化趋势

综合分析，当厦门海域受到上述路径热带气旋外围低压区影响时，往往会出现气压低、温度高、湿度大的天气现象，有利于赤潮的酝酿和发展，而其后的时段内没有出现破坏水体稳定性的天气形势，厦门海域都往往会发生赤潮。但三种天气形势场诱发厦门湾赤潮的天气要素变化各有差异，表2是气象要素统计情况。从表中可以看出，一型赤潮暴发前厦门地区气温呈“√”型先降后升趋势，最低气温25.3℃，最高气温30.0℃；气压也呈“√”型变化，最低气压991.0 hPa，最高气压998.6 hPa；湿度偏大，在70%以上；风速较小，平均为2.5 m/s，风向偏南。二型赤潮暴发前期厦门地区气温呈“∕”型为上升趋势，最低气温24.3℃，最高气温28.8℃；而气压呈“”型为下降趋势，最低气压985.5 hPa，最高气压995.3 hPa；湿度偏大，大于73%；风速较小，平均为2.0 m/s。三型赤潮暴发前期厦门地区气温呈“”型为下降趋势，最低气温23.5℃，最高气温25.4℃；而气压呈“∕”型为上升趋势，最低气压990.5 hPa，最高气压992.5 hPa；湿度较小，最低为58%；风速较小，平均为2.4 m/s。

表2 3种天气形势下赤潮暴发前期厦门地区气象要素统计情况

4 小结

热带气旋是影响厦门湾赤潮发生的重要天气系统，其对诱发赤潮的时间主要集中在6—8月，可以归纳为3类：一是热带气旋南海西行型，当热带气旋西行（不经过吕宋海峡）至20°N以南西沙以北的洋面时，厦门往往有赤潮酝酿发展，而当它进入北部湾或在广东、海南、越南登录前后，厦门湾赤潮暴发，该类型赤潮往往发生在春末夏初的4—6月份；二是热带气旋台湾岛东部靠近型，当气旋从菲律宾东部海域行进至台湾岛东部时，厦门湾赤潮酝酿发生，而当热带气旋登陆台湾后赤潮消散，此类型赤潮主要发生在夏季7月中旬至8月底，春末季节也有发生；三是热带气旋台湾以东海面转向北上型，当热带气旋从巴士海峡附近向东北移至台湾岛东部的过程中，厦门湾往往出现赤潮，此类型赤潮往往发生在夏初的6月份。其中热带气旋南海西行型诱发厦门湾赤潮较多。

总之，当厦门海域受到热带气旋外围低压区影响时，造成厦门海域气压低、温度高、湿度大，有利于赤潮的酝酿和发展；而其后的时段内没有出现破坏水体稳定性的天气形势，厦门海域都往往发生赤潮。

[1]韩秀荣,王修林,孙霞等.东海近海海域营养盐分布特征及其与赤潮发生关系的初步研究[J].应用生态学报,2003,14(7):1071-1075.

[2]林祖亨,梁舜华.探讨影响赤潮的物理因子及其预报[J],海洋环境科学,2002,21(2):1-5.

[3]黄小平,黄良民,谭烨辉等.近海赤潮发生于环境条件之间的关系[J].海洋环境科学,2002,21(4):63-69.

[4]叶君武,周丽琴,陈淑琴等.舟山海域赤潮气象因子特征分析[J].海洋预报,2009,26(4):76-82.

[5]王咏亮,翟自强,缪国芳等.500hPa环流形势对东海春季赤潮的影响[J].海洋预报,2005,22(S):62-69.

[6]张俊峰,俞建良,庞海龙等.利用水文气象因子的变化趋势预测南海区赤潮的发生[J].海洋预报,2006,23(1):9-19.

[7]庄万金.厦门港赤潮发生区溶解氧的时空变化与赤潮生物和环境因子的关系[J].海洋环境科学,1991,10(2):19-25.

[8]蓝虹,许昆灿,张世民等.厦门西海域一次中肋骨条藻赤潮与水文气象的关系[J].海洋预报,2004,21(4):93-99.

[9]吴立峰.厦门同安湾硅藻赤潮与理化环境条件的关系研究[J].福建水产,2006,2:19-23.

[10]陈国斌.2006年厦门同安湾海域赤潮中赤潮生物及天气的分析[J].海洋环境科学,2008,27(Supp.1):45-48.

[11]苏灵江.厦门海域血红哈卡藻赤潮的环流形势和水文气象条件分析[J].福建水产,2009,3:62-66.

[12]倪允琪,气候动力学[A],北京,气象出版社,1993.248.

[13]周遵春,马志强,薛克等.对辽东湾夜光藻赤潮和叉状角藻赤潮成因的初步研究[J].水产科学,2002,21(2):9-12.

Study on the relationship between red tides and tropical cyclones at the Xiamen Bay

ZENG Yin-dong，CHEN Jian-qiao，LI Xue-ding

(Fujian Marine Forecasts,Fuzhou Fujian 350003 China)

Based on the data collected of the red tide,tropical cyclones,500hPa Height,surface pressure,temperature,pressure,relative humidity and wind speed from year 2001 to year 2010,the influence of tropical cyclone on red tide is analyzed at the Xiamen Bay.It showed that the red tide always occurred when the outer circulation warm tongue of tropical cyclone influenced the Xiamen Bay.It was found that the red tide always occurred in June,July and Agust.Three typical synoptic patterns of tropical cyclone may triggered the red tide:the Tropical-Cyclone-Moving-Westward type,the Tropical-Cyclone-Close-To-East-Taiwan-Island type and the Tropical-Cyclone-Moving-Northward-In-South-China-Sea type,whereas the Tropical-Cyclone-Moving-Westward type is the most important synoptic situation.

Xiamen Bay;red tide;tropical cyclone;relationship

X55

A

1003-0239（2011）04-0023-07

2011-05-11

国家“863”计划资助项目（2006AA09A302）

曾银东（1978-）,男，工程师，主要从事海洋预报工作。E-mail：zydzyd100@163.com