秋季巴伦支海海温异常对冬季我国渤海冰情的可能影响

周群,魏立新,黄焕卿

（1 .国家海洋环境预报中心,北京100081）



秋季巴伦支海海温异常对冬季我国渤海冰情的可能影响

周群1,魏立新1,黄焕卿1

（1 .国家海洋环境预报中心,北京100081）

摘要:本文利用美国N CEP/N C A R逐月的再分析资料、HadISST海温、中国160台站气温和反映渤海冰情轻重的渤海冰情等级资料,研究了前秋巴伦支海海温异常对后期渤海冰情和东亚冬季风的影响,并对相关的物理过程进行分析。结果表明,前秋巴伦支海关键区海温与该区域海冰密集度呈显著的负相关,且具有较好的持续性,通过调节随后冬季向大气释放的热通量,引起后期环流变化。偏高（偏低）年冬季亚洲纬向环流偏弱（偏强）,东亚大槽加深（减弱）,东亚冬季风加强（减弱）,我国东北、华北及西北地区地区显著偏冷（偏暖）,这与冬季渤海海冰异常的强度和范围都偏大（小）及与之相联系的环流异常相一致。进一步的分析揭示了联系上游关键区海温变化与后期东亚地区气候异常的重要途径,前秋巴伦支海海温偏高会导致200 hPa高度场形成一个自西向东的波列形式,在东亚局地Hadley环流异常的作用下,加强了我国北方地区地表的北风异常。因此,前秋巴伦支海海温异常可以作为冬季渤海冰情的预报因子。

关键词:海温异常；渤海海冰；大气环流异常；短期气候预测

1 引言

渤海位于37°07′～41°0′N,117°35′～121°10′E,每年冬天都会发生海水结冰现象。渤海海冰严重制约着冬季沿海港口的航运以及海上石油开发等,是我国重要的海洋灾害之一［1—2］。由于渤海是一个半封闭的内陆海,受外海的影响相对较小,其特殊的地理位置使得渤海海冰的变化与大气环流的关系极为密切。人们很早就注意到海冰预报中气象条件是一个重要的影响因素［3］。从长期变化趋势看,由于全球变暖的气候背景影响,渤海海域冰情在近几十年持续偏轻［4—5］。针对渤海海冰及其对大气环流的响应,我国学者也积极开展了许多研究,从不同角度分析了渤海冬海冰冰情变化的成因［6—8］。多数研究指出影响渤海海冰冰情变化的主要因子是太平洋副热带高压,并就相关的气象要素场进行了分析。资料诊断结合海冰模式的发展,已经共同应用于渤海海冰的数值预报业务化运行中［9］。然而,联系东亚大气环流异常与冬季我国渤海海冰之间的物理机制目前尚不完全清楚,渤海海冰的短期气候预测业务仍有许多潜在的预报因子亟待深入探讨。

另一方面,前人利用模式模拟指出前期巴伦支海海冰异常不但可以在局地引起较大的环流变化,还可以通过两条波列影响中低纬度地区［10］。一条传向北大西洋,另一条经东西伯利亚到太平洋,从而影响后期东亚环流异常。之后的一系列研究认为冬季巴伦支海是海-气相互作用的关键区域,其海冰面积变化通过影响大气遥相关型和冷空气的活动进而影响东亚冬季风和后期北太平洋海温异常［11—13］。一般来说,冬季该关键区海冰面积异常偏多,东亚冬季风偏弱,北太平洋中部海温偏低。由于秋冬季巴伦支海和喀拉海的海冰变化存在较好持续性［14］,所以近期很多研究侧重于秋季该关键区海冰（海温）对东亚冬季气候的预测意义。观测事实和数值实验结果均已表明,秋季北极地区海冰偏少/巴伦支海海温偏高,冬季冷空气较为活跃,东亚地区冬季明显偏冷,极端冷事件频发［15—17］。就其中涉及的物理过程,W u等着重考察了850 hPa风场三极型结构的动力作用［16］,而H onda等则强调了250 hPa位势高度场纬向波列的重要影响［15］。由以上的研究不难发现,作为海-气作用的关键区巴伦支海对东亚乃至太平洋地区的滞后影响已经得到证实,关键区海温和海冰变化的持续性也分别得以验证,那么该关键区海温异常与海冰变化之间的关系是怎样的,冬季东亚地区对流层高、低层之间的动力响应通过怎样的途径相联系,特别是冬季我国渤海海冰对此会有怎样的响应,之前的研究还没有涉及过。为此,本文将首先分析渤海海冰异常对应的东亚大气环流差异,在此基础上进一步分析秋季巴伦支海海温异常对冬季渤海海冰的影响与其中涉及的可能的物理过程。

2 资料与方法

文中所使用的数据资料包括:（1）美国国家大气研究中心（N CEP/N C A R）提供的月平均500 hPa位势高度场资料、月平均200 hPa位势高度场和风场资料、12层月平均垂直速度资料、10 m月平均风场资料、月平均地表感热、潜热通量资料以及月平均海平面气压场资料［18］,其水平分辨率是2.5°×2.5°；（2）中国气象局提供的中国160个台站的月平均气温资料,资料时段为1951年1月至今；（3）英国气象局哈德莱中心（M et Office Hadley Center）的海温数据集及海冰密集度资料,水平分辨率为1°×1°；（4）渤海海冰冰情是根据国家海洋局1973年制定的《中国海冰情预报等级》,共划分5个等级,从小到大依次为轻、偏轻、正常、偏重、重年,该资料能够很好的反映渤海地区12月至翌年3月海冰异常的强度和范围。

本研究选用1980 - 2012年共计33年的资料进行统计分析。采用的方法主要是合成分析、线性回归和相关分析,并利用t检验来验证其显著性。季节划分按惯例,12月、1月和2月为冬季。

本文选取前秋（9、10月平均）的区域（70°～80°N, 30°～60°E）平均海温异常作为反映巴伦支海海温变化的指数。亚洲纬向环流指数由国家气候中心提供,表征60°～150°E之间的纬向环流异常情况。

3 渤海冰情偏重、偏轻年东亚大气环流形势的差异分析

图1a给出了1980 - 2012年渤海冰情等级指数的时间序列。1980年指的是1979 - 1980年冬季。现有的研究指出,以1972年为分界可以将1932 - 2000年时期的渤海冰情变化分为两个阶段,前一时段为重冰情多发阶段,后一时段为轻冰情时段［7］。然而,我们注意到即使是轻冰情时段,渤海冰情依然存在着明显的年际变化（图1a）。这里选取冰情大于等于3.5级（小于等于1.0级）为典型的渤海冰情偏重（偏轻）年,得到1980 - 2012年期间冰情偏重年3年,分别为1985、2001、2010年,冰情偏轻年4年,分别为1995、1999、2002、2007年。

图1 1980 - 2012年渤海冰情指数（a）和标准化的前秋巴伦支海海温异常（黑色实线）以及冬季平均的亚洲纬向环流指数（浅灰色阴影）（b）年际变化序列Eig .1 Time series of the Bohai sea ice index（a）,and normalized time series of the former SO（Sep - Oct）mean Barents Sea SST index（black lines）and the DJE mean Asian zonalcirculation index（light grey shadings）（b）during 1980 to 2012

对重、轻冰年对应的大气环流的各个要素场进行合成分析。图2为冬季中国160台站地面温度场的合成结果,深、浅色阴影分别表示通过99 %、95 %信度检验的区域。由图看出,当渤海冰情较重时,我国华北、东北地区以及西北地区北部冬季气温明显降低；反之,当渤海冰情较轻时,我国北方大部分地区明显偏暖。早在20世纪80年代,就有研究指出气温对渤海海冰的形成与变化起着重要作用［3］。本研究结果与前人的研究一致,表明渤海冰情加重（减轻）与冬季北方地区偏冷（偏暖）密切相联系。

图2 1980 - 2012年冬季渤海冰情偏重偏轻年合成的冬季平均的中国160台站地面温度场之差Eig .2 Difference of the DJE mean air temperature of 160 Chinese observation stations between the heavy and the lightice condition of Bohai Sea during 1980 to 2012图中零等值线已略去,等值线间隔为1℃,虚线表示负值,深浅色阴影分别表示通过99 %和95 %信度检验的区域Zero contour lines are omitted,contourintervalis 1℃and dashed lines indicate negative values . Dark and light shadings indicate the 99 % and 95 % confidence levels,respectively

合成分析在东亚地区500 hPa位势高度场则表现为中纬度地区为显著的负值带,在其北部是一条正值中心带（图3a）,也即重冰年东亚-北太平洋地区东亚大槽地区位势高度显著降低,而北极地区是显著升高的,且这种变化在绝大多数地区超过了95 %的信度检验。这意味着重冰年500 hPa东亚大槽加深,从而易于冬季冷空气的爆发,这与我国北方地区冬季普遍降温在物理上是相统一的［3］。近来的研究证实渤海冬季气温变化直接受同期东亚大气环流制约,并强调了乌拉尔山高压脊的重要作用［8］。因此,有必要考察对流层低层的环流特征,从图3b中可以看出,乌拉尔山到西西伯利亚平原地区有显著的正海平面气压（SLP）异常,而以35°N,100°E为中心的地区有显著的负SLP异常,呈现出整个欧亚大陆地区以40°N左右为界北高南低的位势分布。也就是说,与轻冰年相比,重冰年冬季乌拉尔山阻塞高压加强,环渤海地区在北高南低的气压梯度下,产生明显的北风异常,东亚冬季风加强,造成气温明显偏低,这与前人的研究结果相一致［8］。

对流层高层东亚急流可以作为东亚冬季风强弱变化的一个重要指标。一般而言,东亚冬季风偏强, 200 hPa东亚地区急流显著加强。为进一步研究重、轻冰年冬季东亚环流形势的差异,我们计算了200 hPa位势高度场及风场的差值（图4）。由图4可见,重冰年东亚急流加强,相反,轻冰年东亚急流减弱。这与重（轻）冰年东亚冬季风加强（减弱）的结论互相呼应。值得注意的一点是,200 hPa位势高度场距平分布隐约可以看到一个西北-东南走向的波列形态,上游两个较强的正、负值中心分别位于60°E以西、60° N以北的高纬度巴伦支海地区附近以及30°～60°N之间的欧亚大陆中东部地区,下游两个较弱的正、负值中心分别位于30°N以南的低纬地区以及北太平洋中部地区。这就启发我们是否可以从上游找到渤海冰情预测的信号呢？下文将展开详细讨论。

图3 1980 - 2012年冬季渤海冰情偏重偏轻年合成的冬季平均的500 hPa位势高度场（a）和海平面气压场之差（b）（等值线间隔分别为20 gpm（a）和2 hPa（b））Eig .3 Difference of the DJE mean 500 hPa geopotential height（a）and sea level pressure（b）between the heavy and the lightice condition of Bohai Sea during 1980 to 2012（contour interval is 20 gpm in（a）and 2 hPa in（b）,respectively）

图4 1980 - 2012年冬季渤海冰情偏重偏轻年合成的冬季平均的200 hPa位势高度场（等值线,间隔: 20 gpm）和风场（矢量,单位:m/s）之差（图中阴影表示风场通过95 %信度检验的区域）Eig .4 Difference of the DJE mean 200 hPa geopotential height（contours,interval:20 gpm）and winds （vectors,unit:m/s）between the heavy and thelightice condition of Bohai Sea during 1980 to 2012（shadings indicate the 95 % confidence level of the winds according to a two-tailed Student'sttest）

4 前秋巴伦支海海温对冬季渤海冰情的影响

图1b为1980 - 2012年秋季巴伦支海海温指数和冬季亚洲纬向环流指数的时间序列。对比图1a,对应前秋巴伦支海海温指数的正位相,渤海海冰冰级升高,而冬季亚洲纬向环流指数则为负位相。实际上,通过计算我们发现1980 - 2012年期间巴伦支海海温指数与渤海冰情等级指数、亚洲纬向环流指数之间的相关系数分别为0.50、- 0.46,均能通过95 %信度检验。也就是说,前秋巴伦支海偏暖年,冬季亚洲纬向环流偏弱,冬季渤海冰情加重；前秋巴伦支海偏冷年,情况与之相反。

虽然近来的研究分别阐述了秋冬季节的巴伦支海海冰变化、海温变化的持续性［14,17］,但海温与海冰变化二者之间有何联系,前人的研究还未涉及。考察秋季巴伦支海海温指数与两个月滑动平均的该区海冰变化的滞后/超前相关,注意到从前冬一直到同期秋季,也即关键区海温指数滞后于海冰密集度变化时,二者呈现显著的负相关；此后,一直延续到翌年夏季,也即海温指数超前于海冰密集度变化时,二者仍维持显著负相关；尤其是从前冬到翌年春天,二者的滞后/超前相关系数基本能通过99 %的信度检验（图5）。因此,秋季巴伦支海关键区海温偏高对应该区海冰持续偏少。

那么,秋季巴伦支海海温异常是如何驱动后期大气环流的呢？早前的观测结果揭示了冬季从巴伦支海附近地区向大气输送大量的湍流热通量［19］,这主要归因于局地的海-气相互作用。其中,海冰作为大气的下垫面,通过隔绝海洋释放的潜热通量同时吸取大气释放的感热通量,发挥了关键的热源作用［11 - 12］。湍流热通量是潜热通量和感热通量的和,利用再分析资料计算冬季巴伦支海区域平均的湍流热通量为96.0 W/m2,显示出冬季海洋向大气强烈的热量输送,是夏季（0.37 W/m2）热量输送的近260倍。由以上的分析可知,当秋季巴伦支海偏暖对应海冰密集度持续偏低,通过湍流热通量的热力作用,引起大气环流改变,这与H onda等通过模式模拟得到的结论相一致［15］。

图5 秋季巴伦支海海温指数（9、10月平均）与该区域（70°～80°N,30°～60°E）平均的海冰密集度数据的滞后/超前相关系数序列Eig .5 Lag or lead correlations between the Barents Sea（key region）SST index and the sea-ice concentration anomalies over the key region（70°～80°N,30°～60°E）海冰资料经过计算相邻两月滑动平均得到,图中JA N表示1、2月平均,以此类推。图中SEP表示同期相关系数,SEP左侧（右侧）表示秋季海温滞后（超前）于海冰的相关系数。点线和虚线分别表示95 %和99 %信度检验水平The data are smoothed by two-month running means . The JA N indicates the Jan - Eeb mean,and so on . The SEP denotes the contemporary correlation while the left（right）values are the lag（lead）correlations between the Barents Sea SST index and the sea-ice concentration anomalies . The dotted line and the dashed line indicate the 95 % and the 99 % confidence levels,respectively

巴伦支海海温异常对渤海冰情的滞后影响可以通过我国160台站气温观测资料得以证实（图6）。从图6可以看出,在环渤海地区以至我国整个北方地区存在负相关显著区（图中阴影所示范围表示通过95 %信度检验的区域）。巴伦支海海温异常偏暖时,除西南地区冬季气温偏高外,我国北方大部地区冬季气温偏低,其中主要的冷中心位于我国东北、华北和西北地区；而巴伦支海海温异常偏冷时,随后冬季我国北方大部分地区气温偏高。这里的结果表明前期巴伦支海关键区的海温变化显著影响东亚冬季风,并且与渤海重、轻冰年的气温差值形势吻合（图2）。

许多研究表明东亚冬季风与东亚大槽的变化密切相关［20］。前秋巴伦支海海温指数与冬季500 hPa位势高度场的相关形势如图7所示。冬季东亚地区热带外对流层中层主要受沿着东亚沿岸的大槽控制。整个东亚地区被显著负相关覆盖,而极区附近可以看到显著的正相关（图7）。这些结果表明巴伦支海偏暖能引起500 hPa东亚大槽加深,极区位势高度升高。东亚大槽加深意味着从寒冷大陆向东、向南入侵的冷空气更加活跃,东亚冬季风增强,整个东亚地区冬季气温偏低。联系轻、重冰年东亚冬季大气环流异常的分布,渤海冰情加重以及我国北方地区降温很可能是由与前秋巴伦支海正海温异常相联系的东亚大槽加深所导致。

5 前秋巴伦支海海温影响渤海冰情的物理过程

早在20世纪50年代,有研究指出东亚地区冬季寒潮爆发与上游乌拉尔山地区的大气环流异常尤其是阻塞的建立和崩溃密切相关［21］。为了进一步研究巴伦支海海温异常影响渤海海冰的过程,有必要对乌拉尔山阻塞高压进行考察。图8给出的是将冬季平均海平面气压场（SLP）和10 m风场回归到前秋巴伦支海海温指数的分布情况。由图8可以清楚地看出,乌拉尔山及西伯利亚地区为显著的正异常,青藏高原、北太平洋地区以及整个35°N以南地区为显著的负异常。这与乌拉尔山阻高在SLP场上的表现形式相吻合［20］。由此可知,前秋巴伦支海正的海温异常能够引起冬季乌拉尔山阻高形势加强,东亚地区南低北高的气压梯度分布,造成我国北方地区地表西北风异常,从而能很好地解释我国北方地区出现大范围明显降温,也与重冰年的SLP异常分布形势相似。

图6 秋季巴伦支海海温指数与冬季平均中国160台站气温的相关分布图Eig .6 Correlation patterns between the SO mean Barents Sea SST index and the DJE mean air temperature of 160 Chinese observation stations图中零等值线已略去,浅色和深色阴影分别表示负值和正值通过95 %信度检验的区域Zero contour lines are omitted,light and dark shadings indicate the areas with negative and positive values at the 95 % confidence level by using student'sttest,respectively

图7 秋季平均的巴伦支海海温指数与冬季平均500 hPa位势高度场的相关分布Eig .7 The correlation between the DJE mean geopotential height at 500 hPa and the SO mean Barents Sea SST index浅、深色阴影分别表示通过95 %、99 %信度检验的区域Heavy and light shading indicate the correlations exceeding the 99 % and 95 % confidence levels according to Student'st test,respectively

乌拉尔山阻高在对流层高层也有所体现,呈现出准正压的形态（图9）。与巴伦支海偏暖相伴随,200 hPa高度场存在一个从巴伦支海关键区向东亚地区的波列。高低压中心依次位于乌拉尔山、天山山脉、长江流域以及日本以东洋面；以此同时,200 hPa日本南部为西风异常,也即东亚急流加强,这与东亚冬季风加强在物理上一致,且风场的回归分布也呈现出从关键区向东亚地区的波列形态。这一形态与重冰年冬季高空的遥相关形态十分相似（图4）。前人的研究指出,巴伦支海海冰异常正是通过波列影响同期或后期下游地区大气环流异常［10,12］。因此,我们推测巴伦支海关键区海温异常与东亚冬季风以及渤海冰情的关系可能是通过激发200 hPa与东亚急流相联系的遥相关来实现的。将冬季90°～150°E纬向平均的垂直速度与秋季巴伦支海海温指数计算相关,可以清楚地反映东亚地区经向环流的异常分布。结果显示,伴随前秋巴伦支海偏暖,东亚地区冬季局地Hadley环流加强,上升支依次位于低纬0°～5°N、中纬30°N附近以及较高纬（50°～60°N）地区（图10）。值得注意的是,一方面最大的环流异常出现在对流层高层,这可能与海温异常导致的东西向高空波列密切相关；另一方面,40°N附近的强烈下沉贯穿整个对流层,在地表引起向低纬的北风异常,加剧了渤海的冰情。因此,前秋巴伦支海海温异常偏暖,冬季乌拉尔山阻塞高压加强,在纬向高空波列的影响下,200 hPa东亚急流加强,东亚大槽的位置及强度发生变化,进一步在经向Hadley环流的作用下,引起了冬季对流层低层的环流变化,加强了东亚冬季风,在我国北方地区地表带来北风异常并引起大范围降温,因而造成渤海海冰的范围和强度均有所增大。

6 结论与讨论

本文在讨论了渤海冰情偏重、偏轻年东亚大气环流形势差异的基础之上,着重分析了巴伦支海关键区海温异常变化对东亚冬季风及渤海冰情的可能影响,并对相关的物理过程作了研究。得到的主要结论有以下几点:

（1）渤海冰情偏重（轻）年,冬季东亚大槽加深（变浅）,200 hPa东亚急流加强（减弱）,对流层低层乌拉尔山阻塞高压加强（减弱）,而东亚中低纬地区海平面气压偏低（偏高）,二者之间的气压梯度造成环渤海地区的北风异常（南风异常）,加剧（削弱）了东亚冬季风,造成我国北方大部分地区气温显著偏低（偏高）。

图8 将冬季平均10 m风场（矢量,单位:m/s）和海平面气压场（等值线,间隔:2 hPa）回归到秋季巴伦支海海温指数的分布形势Eig .8 Regression patterns of the wintertime 10 m winds （vectors,unit:m/s）and the Sea Level Pressure fields（contours,interval:2 hPa）with respect to the SO mean Barents Sea SST index浅色和深色阴影分别表示海平面气压场回归结果通过90 %和95 %信度检验的区域Light and dark shadingsindicate the 90 % and 95 % confidence level of the SLP field regression results according to Student'sttest,respectively

图9 将冬季平均的200 hPa风场（矢量；单位:m/s）和位势高度场（等值线；单位:位势米gpm；间隔:5gpm）回归到秋季巴伦支海海温指数的分布形势。浅色和深色阴影分别表示风场回归结果通过90 %和95 %信度检验的区域Eig .9 Regression patterns of the 200 - hPa winds（vectors；unit:m/s）and the geographical height fields（contours；interval:5gpm）with respect to the SO mean Barents Sea SST index . Light and dark shadings indicate the 90 % and 95 % confidence level of the wind field regression results according to Student'sttest,respectively

图10 秋季平均的巴伦支海海温指数与冬季平均冬季东亚地区（100°～150°E）纬向平均的垂直速度场的相关分布图。等值线间隔0.15。虚线表示负值。深色和浅色阴影分别表示正相关和负相关结果通过95 %信度检验的区域Eig .10 The correlation between the DJE mean vertical motion over East Asian（100°E - 150°E）and the SO mean Barents Sea SST . Contour interval is 0.15 and dashed lines indicate negative values . Heavy and light shading indicate the positive and negative correlations exceeding the 95 % confidence levels,respectively

（2）前秋巴伦支海海温与秋冬季节该区域海冰密集度存在显著负相关关系,海温越低,海冰密集度越高,通过影响冬季海洋流向大气的湍流热通量,导致冬季大气环流异常。因此,巴伦支海关键区海温异常在短期气候预测方面具有一定的意义。

（3）前秋巴伦支海海温指数与冬季渤海冰情（亚洲纬向环流）指数为显著正（负）相关关系。当前秋关键区海温偏高,冬季60°～150°E之间的纬向环流偏弱,渤海海冰偏重。此时,500 hPa东亚大槽显著加深,影响我国的冷空气活动更加频繁,东亚冬季风加强,我国大部分地区冬季气温偏低,特别是东北、华北及西北地区。

（4）进一步的分析表明,对应前秋巴伦支海海温偏高,冬季乌拉尔山阻塞形势加强并呈现出准正压的形态,在对流层低层和高层均有所体现。特别地,在200 hPa高度场会产生一个自西向东、贯穿欧亚大陆的高空波列,并引起90°～150°E之间的经向Hadley环流异常,这是关键区海温影响下游东亚冬季风以及与此密切相关的渤海海冰冰情变化的重要环节。在地表造成我国北方地区的北风异常,与此时我国北方地区气温较低及渤海冰情加重在物理上相互呼应。因此,前秋巴伦支海海温异常可以作为对我国冬季渤海海冰冰情的预测因子。

众所周知,在严寒的冬季,渤海海冰会造成严重灾害。本研究只是从统计角度出发分析了前期上游巴伦支海关键区海温异常以及与之相联系的冬季东亚大气环流的改变。事实上,除了气象条件之外,影响渤海海冰变化的因子还有很多,如水温、盐度、潮汐和太阳活动等,各因素之间也具有一定的调制作用,因此在渤海海冰预测今后还需要进一步加以研究。

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中图分类号:P731.11；P731.32

文献标志码:A

文章编号:0253-4193（2016）03-0040-09

收稿日期:2015-01-21；

修订日期:2015-09-01。

基金项目:国家自然科学基金青年基金项目（41206186）；海洋国际合作及履约《中芬海冰与北极气候变化合作研究》；极地专项《南极周边海域气象环境综合分析与评价》（C HIN A E R 2013-04-01）。

作者简介:周群（1986—）,女,山东省青岛市人,博士,主要从事气候动力学方面的研究。E-mail:zhouqun1224 @ 163 .com

周群,魏立新,黄焕卿.秋季巴伦支海海温异常对冬季我国渤海冰情的可能影响［J］.海洋学报,2016,38（3）:40 - 48,doi: 10.3969/j.issn .0253-4193.2016.03.004

Zhou Qun,W ei Lixin,H uang H uanqing . Possible effect of SSTa in the Barents Sea in fall on the variations of Bohai Sea ice in the following winter［J］. Haiyang Xuebao,2016,38（3）:40 - 48,doi:10.3969/j.issn .0253-4193.2016.03.004

Possible effect of SSTa in the Barents Sea in fall on the variations of Bohai Sea ice in the following winter

Zhou Qun1,W ei Lixin1,H uang H uanqing1
（1 .NationalCenter for Marine Environment Eorecast,Beijing 100081,China）

Abstract:By using N CEP/N C A R reanalysis data,the SST,the air temperature of 160 Chinese stations and the ice grade for Bohai Sea which indicates theice conditionsin Bohai Sea,theimpacts of Barents Sea SST anomalies on the variations oftheice condition in Bohai Sea during thelater period areinvestigated in this paper . The resultsindicate that the variation ofthe fall SST in the key region is negatively correlated to the sea-ice concentration from the preceding winter to the next su m mer,leading to the variations ofthe turbulent heatflux during the winter . During the warmer（colder）Barents Sea years,the Asian zonal circulations are evidently weakened（strengthened）accompanied by a deeper（reduced）East Asian trough and the East Asian Winter M onsoon is significantly stronger（weaker）accompany with much lower（higher）observed temperature anomalies in north China . These characteristics consistent with theincrease（decrease）oftheintensity and scope ofthe Bohai Sea Ice anomalies and the related circulation differences in the winter .Eurtherinvestigation seems to suggest thatin the 200 hPa wind field thereis an apparent wave train from westto east related to the Barents Sea SST index and the wave train is an important way conveying the impact of the Barents Sea SST anomaliesin the upstream to the East Asian area . M oreover,the circulation anomalies in the lower troposphere can be attributed to the variations of the local Hadley circulation . Therefore,the Barents Sea SST anomalies ofthe fallcan be used as a predictor oftheice conditionsin the Bohai Sea during the following winter .

Key words:SST anomalies；Bohai Sea ice；atmospheric circulation anomalies；short-term climate prediction