长江口北部沿海大风的气候特征及冷空气大风预报经验指标研究

杨亚新

（南通航运职业技术学院航海系，江苏南通 226010）

长江口北部沿海大风的气候特征及冷空气大风预报经验指标研究

杨亚新

（南通航运职业技术学院航海系，江苏南通 226010）

根据江苏南通8个沿海气象观测站1981-2010年共30年的常规气象观测资料，对长江口北部沿海地区大风天气的时空分布特征进行了分析。结果表明，长江口北部沿海地区大风日数年际变化较大，总体呈下降趋势；季节变化明显，主要出现在夏季,其次是春季，秋季、冬季略少；长江口北部沿海大风以偏北大风为主，偏南大风相对较少。同时，利用2005-2010年日本传真天气图对长江口沿海冷空气大风的典型天气形势进行了分析，得到了其预报经验指标。

大风；气候特征；冷空气；环流形势；预报经验指标

0 引言

长江口海域是海上船舶航行密集区，船舶流通量大，航向交叉，航行条件复杂。而这个地区又正位于中纬度过渡带、海陆相过渡带和气候过渡带的重叠地区，天气复杂多变，是典型的气象灾害多发区，如春季的温带气旋、夏秋季的热带气旋、秋冬季的寒潮天气等，常给沿海地区带来大风天气，严重威胁着海上航行船舶的安全。因此，开展长江口沿海大风的气候规律及其大风天气形势分析，提出船舶预测沿海大风的方法，对提高海上航行船舶的安全，减少因海上安全事故造成的经济损失具有重要意义。

在沿海大风方面，已有不少研究成果。[1-4]但近年来针对长江口沿海大风的研究较少。本文以江苏南通地区8个气象观测站1981-2010年共30年的大风资料和2005-2010年日本传真天气图，分析了长江口北部沿海大风的气候特征及冷空气大风产生的典型天气形势，得出了冷空气大风预报的经验指标，以期为长江口沿海大风的预测提供参考。

1 资料来源与说明

1.1 资料来源

气候分析所用资料来源于南通、海安、如皋、如东、通州、启东、海门、吕四等8个沿海气象观测站1981-2010年逐日最大风速、日极大风速、风向资料；冷空气大风天气形势分析所用资料来源于日本发布的2005-2010年的亚洲地面分析图。

1.2 资料说明

（1）大风标准。我国一般将蒲氏风级达到6级以上的风，称为大风。实际上，6级以下的风对海上作业影响不大，7级以上大风才对海上运输和作业产生较大影响，在国外发布的气象传真图和天气报告中，当预计某海域未来风力达到8-9级时，才发布大风警报（Gale Warning）。但由于海上资料的缺乏，本文所采用的资料都是沿海陆地测站资料，而海上风力一般比陆上风力大1-2级，故本文定义日最大风速大于等于6级为一个大风日。

（2）日最大风速和极大风速。一天24个小时中每小时平均风速的最大值，称为日最大风速。一天24个小时中每小时瞬时极大风速的最大值，称为日极大风速。

（3）区域性大风。南通地区8个气象观测站中有4个以上（含4个）的测站均出现6级以上（含6级，下同）的大风，则定义为区域性大风。区域性大风往往风力强，持续时间长，影响范围广，故本文重点以区域性大风来讨论长江口北部沿海大风的气候特征。

2 大风气候特征

2.1 大风日数的地理分布

1981-2010年间，南通各站大风出现日数不一，具体如表1所示，吕四站大风日数最多，为374天，如东、海门、启东相对较多，分别为222天、206天和178天，其他几个站点都在100天以下。从中不难看出，离江海越近的测站，大风日数越多，大风平均风速也相对较大。

对于深水，埃克森美孚重点发展圭亚那近海、巴西盐下。埃克森美孚是第一个在圭亚那前沿领域进行勘探并取得重大油气突破的国际石油公司。自2015年Liza-1井发现大型油田以来，埃克森美孚在圭亚那持续取得重大发现。最新消息是在圭亚那获得第九个重大发现[1]，可采资源量超过40亿桶[2]。圭亚那仍具有重大油气发现空间，埃克森美孚已识别出另外20多个圈闭，2018年在这一区域布置4口探井测试潜力。毫无疑问，圭亚那成为埃克森美孚布局的重中之重。巴西盐下深水资源体量大，但技术门槛要求高，适合埃克森美孚发挥其在深水领域的技术优势。在巴西第14轮许可招标中，埃克森美孚成为最大的赢家，一举获得10个盐下深水区块。

表1 南通各站大风出现日数（1981-2010）

1981-2010年间共出现101次区域性大风，其中有6次南通8个站均出现了6级以上的大风，1997年8月19日大风过程最强，大部分测站出现了7级以上大风，吕四站的日最大风速达到了19.3m/s。这主要受到9711号台风的影响。9711号台风强度大，影响范围广，近中心最大风速54米/秒，8级以上大风风圈半径500多公里，10级以上大风风圈半径200公里。1997年8月18日晚台风在浙江省温岭登陆，经江苏省进入山东境内，影响范围几乎覆盖了江苏全境。

2.2 大风日数年际变化特征

图1为区域性大风出现日数的年际变化特征。由图1可见，大风日数的年际变化较大，但总体呈下降的趋势。80年代初期出现较多，最近几年出现较少，1983年出现最多，为9天，2009年和2010年未有出现。

图1 大风日数的年际变化特征

2.3 大风季节和月际变化特征

（1）大风季节变化特征。图2为区域性大风天气过程出现日数的季度分布图。由图2可知，夏季（6-8月）最多（37%），春季（3-5月）次之（29%），冬季（12-2月）和秋季（9-11月）相当（17%）。夏季大风平均风速最大（13.0m/s）,秋季次之（12.8m/s），冬季和春季相对较小，具体如图3所示。

图2 大风日数的季度分布

图3 大风风速的季度分布

（2）大风月际变化特征。从区域性大风日数的月际变化特征（详见图4）可以看出，区域性大风出现次数8月最多（21天），3月次之（12天），10月最少（1天）。这与大风日数的季度分布较为一致。7-9月平均大风风速较大，其中8月最大，1-2月平均大风风速相对较小（详见图5）。这主要是7-9月是热带气旋多发季节，其路径偏西偏北，对长江口沿海影响较大。

图4 大风日数的月际变化特征

图5 平均大风风速的月际变化特征

2.4 大风风向

图6 各种风向出现的频率

3 冷空气大风预报经验指标

由上述分析可知，造成长江口沿海灾害性大风的主要风向为偏北大风。根据环流形势分析，偏北大风一部分由热带气旋影响引起（主要为NNE-ENE风），还有相当一部分由冷空气南下引起。因篇幅关系，本文仅对冷空气大风作进一步分析讨论。本文利用日本发布的传真天气图，对2005-2010年冬半年（11月-次年3月）长江口沿海冷空气大风（以启东吕四站日极大风速达11m/s即6级以上，同时传真地面分析图上长江口附近海面出现8级以上大风即传真图上长江口附近海面出现[GW]警报符号为标准）的环流特征进行了分析，得到了冷空气大风预报的经验指标。

2005-2010年冬半年，长江口附近海面出现8级以上大风的天气过程共30次，平均每年6次左右，主要发生在12-2月（占80%左右），11月、3月相对较少（占20%左右）。造成长江口附近海面8级以上大风的冷空气主要来自西伯利亚中西部地区，从西北路入侵长江中下游地区；冷高压中心最高气压值在1 044hPa-1 078hPa之间，平均为1 058hPa。最强冷高压发生在2010年1月20日08时（北京时），中心气压1078hPa。这次强冷空气造成我国沿海先后出现8～9级以上的大风，渤海、黄海山东海域沿岸出现近30年来同期最严重的海水结冰，冰层最厚处达1米。

对30次冷空气天气过程的天气形势进行分析，得到长江口附近海面出现8级以上大风时的一些经验指标，具体如表2所示。由表2可见，当长江口附近海面出现8级以上大风时，离长江口最近的冷高压强度一般在1 032-1 072 hPa之间，平均为1 050hPa，但70%以上的冷高压强度在1 040-1 060 hPa之间，中心气压在140hPa以下和160hPa以上的冷高压相对较少（详见图7（a））；冷高压中心位于30-62°N、85-118°E范围内，平均位置位于45°N、105°E，但70%左右的冷高压中心位于40-50°N、100-115°E范围内（详见图7（b））；长江口附近海面出现3-5根密集等压线，相邻两根等压线的垂直间距在1-2.3纬距之间，平均为1.7纬距；吕四站出现6级以上大风，日极大风速在11.2-18.0m/s之间，平均为13.6m/s；1 020hPa等压线越过30°N和120°E，一般位于20-30°N，120-140°E之间，该线南界的平均位置位于24°N，东界的平均位置位于128°E。

表2 长江口沿海冷空气大风（海面出现8级以上大风）预报统计指标

表7 长江口沿海出现8级以上大风时陆上冷高压中心强度和位置的分布（a）强度分布（b）位置分布

图8为2010年1月21日14时（北京时）冷空气过程的地面天气形势。由图8可见，受强冷空气影响，长江口附近海域及台湾海峡出现8-9级大风，高压中心强度为1 064hPa，中心位于50°N，95°E附近，1 020hPa等压线越过长江口，达到26°N、128°E，长江口附近海面出现4根密集等压线，相邻两根等压线的平均间距为1.7纬距，启东吕四站出现6级以上大风，日极大风速达12.9m/s。

图8 长江口沿海冷空气大风实例（2010年1月21日14时（北京时）地面天气图）

由上述分析可知，当40-60°N,100-115°E范围内有冷高压活动，高压强度在1 040hPa以上，同时1020hPa等压线接近长江口，该线以北有3-5根密集等压线，相邻两根等压线垂直间距为1.7纬距左右时，就要考虑长江口沿海未来有8级以上大风出现的可能。

4 结论

（1）长江口北部沿海大风具有明显的空间分布特征，离海岸越近，大风日数越多，大风平均风速也相对较大。

（2）大风日数年际变化较大，总体呈明显的下降趋势；季节变化明显，夏季最多，春季次之，秋季、冬季略少。夏季大风风速最大,秋季次之，冬、春季相对较小。

（3）长江口北部沿海大风以偏北大风为主，偏南大风相对较少；在偏北大风中，WNW风居多，NE风最少；在偏南大风中，以SE大风为主，SW大风很少。

（4）通过对长江口沿海大风典型天气形势分析，得到长江口沿海冷空气大风预报经验指标，为长江口沿海冷空气大风预报提供参考。

[1]杨庆宁,南树春,刘步宽,等.影响海州湾4-7月温带气旋大风客观预报方法研究[J].气象科学,2002(4):490-493.

[2]孙燕,吴海英,沈树勤,等.冬春季江苏沿海大风的特征[J].南京气象学院学报,2007(5):699-704.

[3]董加斌,胡波.浙江沿海大风的天气气候概况[J].台湾海峡,2007(4):476-482.

[4]陈信雄,姜德中.我国近海航区大风天气分析及其预报[J].海洋预报,1995(1):55-61.

Climatic Characteristics of the Coastal Gale and the Cold-air Gale Forecast Experiences Index for the Area North of the Yangtze River Estuary

YANG Ya-xin
(Dept.of Navigation,Nantong Vocational&Technical Shipping College,Nantong 226010,China)

Based on the meteorological observation data of the preceding three decades from the eight coastal meteorological observation stations in Nantong,this article analyzes the temporal and spatial distribution characteristics of the gale in the coastal area north of the Yangtze River estuary.The research results indicate that the days of gale vary greatly from year to year in this area and overall,they are on the decline.They change significantly with the season,occurring mainly in summer,followed first by spring and then by autumn and winter.The northerly wind dominates this area,the southerly wind playing a minor role.In addition,this article,in combination with the 2005-2010 Japanese facsimile weather chart,analyzes the status quo of the cold air gale, the typical weather situation in this area,as well as comes up with the forecast experiences index.

Gale;Climatic characteristics;Cold air;Circulation pattern;Forecast experiences index

P457.5

A

1671-9891（2014）04-0024-05

10.3969/j.issn.1671—9891.2014.04.007

2014-09-05

杨亚新（1967-），女，江苏启东人，南通航运职业技术学院航海系教授，硕士。