2015／2016年冬季胶州湾冰情特征分析

袁本坤，王玮，黎舸，焦艳，钟山，孙青

（1.国家海洋局北海预报中心 青岛 266061；2.山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室 青岛 266061；3.青岛市海洋与渔业局 青岛 266071）

2015／2016年冬季胶州湾冰情特征分析

袁本坤1，2，王玮3，黎舸1，2，焦艳1，2，钟山1，2，孙青1，2

（1.国家海洋局北海预报中心 青岛 266061；2.山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室 青岛 266061；3.青岛市海洋与渔业局 青岛 266071）

因受陆地影响显著且盐度较低以及地理位置相对偏北，胶州湾每年冬季都有不同程度的结冰现象。文章利用卫星遥感和岸基监测所获取的冰情数据并结合历史资料，对2015／2016年冬季胶州湾的冰情进行综合分析，给出了该海域2015／2016年冬季的冰日、冰期、冰型、冰厚、海冰表面特征、浮冰密集度和结冰范围以及浮冰流向流速、地理分布等冰情基本特征。

海冰；海洋监测；防灾减灾

1 引言

胶州湾资源丰富、区位条件优越，是大自然赋予青岛的宝库［1］，被誉为青岛的“母亲湾”。受气象、水文和地理条件影响，胶州湾每年冬季都有不同程

度的结冰现象［2］，使各类海上设施、经济活动和群众生活等受到影响甚至造成灾害。海冰是胶州湾主要海洋灾害之一［3］。

本文利用卫星遥感和岸基监测所获取的各类冰情数据，对2015／2016年冬季胶州湾冰情进行综合分析，给出冰情基本特征。

2 研究区域概况

胶州湾位于黄海中部、山东半岛南岸，是一个近似椭圆形的半封闭式海湾［4］；其南部湾口以青岛市市南区的团岛头与黄岛区的薛家岛脚子石之间的连线为界与黄海相通［5］，环湾地带均为青岛市行政辖区。

根据国家海洋局北海分局调查，胶州湾海域面积为367 k m2（2012年）［6］。

3 数据来源

本文所用冰情数据主要包括国家海洋局北海预报中心2015／2016年冬季胶州湾海冰岸基监测资料、国家卫星海洋应用中心2015／2016年冬季海洋卫星（H Y-1／1 A）胶州湾海冰遥感数据、中国资源卫星应用中心2015／2016年冬季环境小卫星（H J-1 A／1B）和高分一号（G F-1）胶州湾海冰遥感数据。此外，为更加准确地分析2015／2016年冬季胶州湾海域的冰情特征，本文还参考部分已有研究成果或文献给出的历史数据。

4 冰情特征

4.1 冰日与冰期

4.1.1 冰日

海冰冰日是指结冰海区海冰的初冰日、严重冰日（又称“盛冰日”）、融冰日和终冰日。其中，每年冬季首次出现海冰的那一天为初冰日；冰期中，第一次连续3 d能见海面的冰量不小于80%、冰厚不小于5 cm，这3 d中的第1 d为严重冰日；冰期中，连续3 d冰量不大于80%、冰厚不大于5 cm，这3 d中的最后1 d为融冰日；翌年初春海冰消失的那一天为终冰日［7］。2015／2016年冬季胶州湾冰日监测结果和常年（一般年份）冰日如表1所示。

从表1可以看出，2015／2016年冬季胶州湾的初冰日较常年明显滞后，严重冰日和融冰日均与常年大致相仿，而终冰日则较常年有所提前。

表1 2015／2016年冬季和常年胶州湾冰日

4.1.2 冰期

冰期是指初冰日至终冰日之间的天数（又称“总冰期”）。按照海冰生消变化特征，海冰冰期又分为初冰期、严重冰期和终冰期（又称“融冰期”）等3个阶段。其中，初冰期是指初冰日至严重冰日的间隔天数，严重冰期是指严重冰日至融冰日的间隔天数，终冰期是指融冰日至终冰日的间隔天数［7］。2015／2016年冬季和常年胶州湾冰期统计结果见表2所示。

表2 2015／2016年冬季和常年胶州湾冰期d

从表2可以看出，2015／2016年冬季胶州湾的初冰期和严重冰期均与常年大致相仿，但终冰期则较常年略有缩短、总冰期则较常年明显缩短。

4.2 冰型、冰厚和结冰范围

初冰期内，胶州湾仅在西部和北部的部分河口、浅滩等近岸区域有少量海冰分布。其中，固定冰以沿岸冰和冰脚为主，宽度一般在400 m以内、最大在800 m；浮冰以初生冰和冰皮为主，冰厚为1～3 cm、最大为5 cm，浮冰范围（浮冰最大外缘线离岸距离）一般在1 n mile以内。

严重冰期内，胶州湾北部尤其是胶州湾大桥以北海域大部分海区均有海冰分布。其中，固定冰以沿岸冰为主、间有搁浅冰，宽度在500～1 000 m、最大超过2 500 m，胶州湾大桥东端以北海域几乎完全被固定冰覆盖；浮冰以尼罗冰和莲叶冰为主、间有冰皮和灰冰等，冰厚在4～8 cm、最大为15 cm，浮冰范围为2～3 n mile、最大为5.5 n mile（出现在2016年1月24日）。

终冰期内，胶州湾仅在北部个别河口、浅滩和胶州湾大桥东端北侧的半封闭性区域有少量海冰分布。其中，固定冰以冰脚为主、间有沿岸冰和搁浅冰，宽度在300 m以内；浮冰以冰皮为主、间有少量尼罗冰，冰厚在2～4 cm、最大为8 cm，浮冰范围在1 n mile以内。

4.3 严重冰期浮冰密集度

浮冰密集度是指浮冰覆盖面积占浮冰分布海面的比例。根据监测，2015／2016年冬季胶州湾严重冰期内的浮冰密集度为40%～60%、最大为80%。

4.4 海冰表面特征

海冰表面特征是指海冰在动力或热力作用下所呈现的外貌特征［8］。根据监测，2015／2016年冬季胶州湾海冰表面特征类型按照出现频率和量的多少排序，由多到小依次为平整冰、重叠冰和冰丘。

4.5 浮冰流向和流速

浮冰在风、浪、流等外力作用下会发生漂移、流动。根据监测并结合历史资料综合分析，2015／2016年冬季胶州湾浮冰漂流方向与潮流运动方向大致相仿。其中，西部海区浮冰漂流方向大致呈N W-SE向、东部海区大致呈N E-S W向，浮冰漂流速度为0.5 m／s左右、最大可达1.5 m／s［9］。

4.6 海冰堆积状况

在动力作用下海冰往往会形成堆积。根据监测，2015／2016年冬季胶州湾的海冰仅在严重冰期内有一定堆积现象，堆积量一般小于40%，堆积高度在0.3～0.8 m，北部个别浅滩区域的最大堆积高度可达1.5 m以上。

4.7 冰情地理分布

受气象、海洋等自然因子变化影响，胶州湾的冰情分布具有明显的地理差异。根据监测，2015／2016年冬季胶州湾冰情地理分布的总体特征是北部重、南部轻（以胶州湾大桥为界），近岸区域重、中央区域轻。其中，西部和北部的河口、浅滩等近岸区域冰情最重，海湾中央区域冰情最轻，而湾口及其附近海域整个冬季基本无冰。

5 结论与讨论

本文利用卫星遥感和岸基监测获取的冰情数据，对2015／2016年冬季胶州湾的各类冰情要素进行综合分析，得到如下结论：

（1）通过与历史冰情的对比分析，2015／2016年冬季胶州湾冰情总体较常年略偏重，但总冰期较常年明显缩短。

（2）整个冬季胶州湾冰情呈明显的阶段性变化。初冰期冰情异常偏轻，与该阶段胶州湾地区气温偏高有关；在严重冰期，受2016年1月中旬一次超强冷空气过程的影响，胶州湾冰情迅速发展并于1月24日达到最重，之后呈缓慢减轻态势；进入2月上旬，受气温大幅回升的影响，胶州湾进入终冰期，海冰快速消融。

（3）尽管2015／2016年冬季胶州湾总体并不属于重冰年或偏重冰年，但在个别时段仍然出现比较严重的冰情。此外，由于影响冰情的气候、天气等因素具有非常大的不确定性，胶州湾发生严重或比较严重冰情的概率依然存在。据统计，我国严重和比较严重的海冰灾害大致5～6年发生1次［10］，而胶州湾偏重冰年和重冰年平均4年多出现1次［9］。

［1］ 胶州湾及邻近海岸带功能区划联席会议.胶州湾及邻近海岸带功能区划［M］.北京：海洋出版社，1996.

［2］ 张方俭.胶州湾的海冰与区域开发［J］.海岸工程，1986，5（3）：31-33.

［3］ 袁本坤，曹丛华，江崇波，等.青岛市海洋灾害及防御对策研究［J］.海岸开发与管理，2012，29（11）：56-61.

［4］ 王文海.胶州湾自然环境概述［J］.海岸工程，1986，5（3）：19-24.

［5］ 国家海洋局第一海洋研究所港湾室《胶州湾自然环境》编写组.胶州湾自然环境［M］.北京：海洋出版社，1984.

［6］ 徐美中.胶州湾海域面积缩小35%［N］.青岛晚报，2014-01-29（5）.

［7］ 张方俭.我国的海冰［M］.北京：海洋出版社，1986.

［8］ 袁本坤，曹丛华，商杰，等.胶州湾海冰及其防御对策研究［J］.海洋开发与管理，2015，32（8）：35-38.

［9］ 中国海湾志编纂委员会.中国海湾志：第四分册［M］.北京：海洋出版社，1993.

［10］ 王相玉，袁本坤，商杰，等.渤黄海海冰灾害与防御对策［J］.海岸工程，2011，30（4）：45-55.

Analysis on Characteristics of the Sea Ice in the Jiaozhou Bay in Winter of 2015／2016

Y U A N Benkun1，2，W A N G W ei3，LI Ge1，2，JIA O Yan1，2，Z H O N G Shan1，2，S U N Qing1，2
（1.North China Sea M arine Forecast Center of State Oceanic A d ministration，Qingdao 266061，China；2.Shandong Provincial Key Laboratory of M arine Ecological Environ ment and Disaster Prevention andMitigation，Qingdao 266061，China；3.Qingdao M unicipal Ocean and Fisheries A d ministration，Qingdao 266071，China）

Icing of sea water appears in varying degrees every winter in the Jiaozhou Bay，w hich is significantly affected by land，low salinity，and the northerly location.T he co m prehensive analysis of sea ice conditions in the Jiaozhou Bay in winter of 2015／2016 was carried on by using satellite rem ote sensing and shore based m onitoring data，co m bined with the historical data.T he thickness，surface features，concentration and extent，etc.of sea ice，the basic characteristics of velocities and directions of sea ice flow，as well as the geographical distribution of sea ice conditions in the Jiaozhou Bay of this winter have also been given in this paper.

Sea ice，Ocean m onitoring，Disaster prevention and mitigation

P7

A

1005-9857（2016）11-0077-03

2016-06-01；

2016-09-21

海洋公益性行业科研专项（201105016）.

袁本坤，研究员，研究方向为海冰监测预报和防灾减灾，电子信箱：yuanbenkun＠163.co m