2022年夏季海洋天气评述

柳龙生，王慧，黄彬

(国家气象中心，北京 100081)

引言

对2022年夏季(6—8月，下同)北半球的大气环流特征进行总结概述，分析影响我国近海海域大气环流的逐月演变特征，总结大风、海雾、浪高和海面温度等气象、海洋要素在夏季的变化。热带气旋是夏季影响我国近海海域的主要灾害性天气系统，当它移入我国近海时往往造成持续的大风、大浪，文中也着重分析2022年夏季西北太平洋和南海生成的热带气旋及其对我国造成的影响。另外，除西北太平洋和南海热带气旋外，统计分析全球其他海域的热带气旋活动情况。所使用的数据主要有：常规气象观测资料、葵花8号气象卫星资料、ERA5再分析资料、美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA)最优插值海面温度(optimum interpolation sea surface temperature, OISST)资料(OISST V2.0，分辨率为0.25°×0.25°)、中央气象台实时台风路径和强度资料等。文中提到的大风、海雾、大浪的统计标准同文献[1-5]。

1 环流特征与演变

1.1 环流特征

由2022年夏季500 hPa平均位势高度图(图1)可以看出，北半球极涡呈单极型分布(图1a)，有一个主要闭合中心，极涡中心位于北冰洋(85°N，90°E)附近，位势高度小于544 dagpm，极涡中心附近呈负距平(图1b)，距平中心达到 -2 dagpm，表明极涡较常年平均偏强。中高纬度西风带呈3波型分布，欧亚大陆为“两槽一脊”的环流型，我国北部海域在西风槽底部，等高线比较平直，南部海域受副热带高压(以下简称“副高”)控制。夏季副高588 dagpm等位势高度线(以下简称“588线”)西脊点位于25°N、119°E附近，较常年平均位置24°N、131°E略偏东偏南，副高主体较气候平均而言表现为正距平，距平中心达到2 dagpm。

图1 2022年夏季北半球500 hPa平均位势高度场(等值线，a)和位势高度场距平场(色标，b)(单位：dagpm)Fig.1 Mean geopotential height (isoline, a) and geopotential height anomaly (color scale, b) at 500 hPa in the Northern Hemisphere in summer 2022 (units: dagpm)

1.2 环流演变对我国近海天气的影响

6月，欧亚大陆和西北太平洋海域中高纬度500 hPa平均位势高度场呈现“两槽一脊”型(图2a)。西侧的槽位于俄罗斯西部，槽区以负距平为主。东侧的槽位于北太平洋洋面，槽区主要为负距平覆盖，中心值达-8 dagpm。脊区位于贝加尔湖以东并向北伸展至鄂霍次克海，经向梯度大，且为正距平覆盖。在平均海平面气压场(图2b)上，低压中心位于俄罗斯中部，中心气压值小于1 005 hPa，表现为负距平。我国近海地区为低压控制，为负距平。同时整个西北太平洋地区为高压控制，副高偏南偏强，这也是6月热带气旋不活跃的重要因素。6月末，热带气旋“暹芭”生成，并于7月2日下午在广东电白登陆，登陆强度为台风级(最大风速为35 m·s-1，中心最低气压为965 hPa)。

7月，500 hPa中高纬度呈现“两脊一槽”型(图3a)，西脊位于新地岛以南，为正距平，正距平中心值为8 dagpm，较常年平均偏强。槽位于俄罗斯西部，槽区以负距平为主，较常年平均偏强，槽后不断有冷空气南下影响我国东部近海。鄂霍次克海附近由脊区控制，为正距平，较常年平均偏强。我国中高纬度地区为平直的西风带，副高北抬西伸，副高西脊点位于28°N、116°E。由于副高北抬，热带气旋开始活跃，7月共有3个热带气旋生成，且都移入我国东部近海，我国东部近海受低压控制(图3b)。

图2 2022年6月北半球500 hPa平均位势高度场(等值线)及其距平场(色阶)(a，单位：dagpm)和海平面气压场(等值线)及其距平场(色阶)(b，单位：hPa)Fig.2 Monthly mean geopotential height (isoline) and its anomaly (color scale) at 500 hPa (a, units: dagpm) and monthly mean sea-level pressure (isoline) and its anomaly (color scale) (b, units: hPa) in the Northern Hemisphere in June 2022

图3 2022年7月北半球500 hPa平均位势高度场(等值线)及其距平场(色阶)(a，单位：dagpm)和海平面气压场(等值线)及其距平场(色阶)(b，单位：hPa)Fig.3 The same as Fig.2, but for July 2022

8月，欧亚大陆和西北太平洋中高纬500 hPa位势高度场呈现多波型(图4a)，西伯利亚地区受稳定的阻塞高压控制，西太平洋副高北抬西伸，其西脊点位于西藏西部，比常年平均位置30°N、133°E异常偏西，亚洲中纬度锋区位置偏北，冷空气势力弱。由于副高北抬，赤道辐合带对流活跃，有利于热带扰动发展为热带气旋，8月西北太平洋有5个热带气旋生成并且向偏西或西北方向移动，其中“木兰”“马鞍”和“轩岚诺”都移入我国近海海域，“木兰”和“马鞍”分别在广东徐闻和广东电白登陆(图4b)。

图4 2022年8月北半球500 hPa平均位势高度场(等值线)及其距平场(色阶)(a，单位：dagpm)和海平面气压场(等值线)及其距平场(色阶)(b，单位：hPa)Fig.4 The same as Fig.2, but for August 2022

2 我国近海天气分析

2.1 大风过程

2.1.1 概况

2022年夏季，我国近海出现了18次8级(及以上)大风过程，其中5次与热带气旋活动有关，5次由入海温带气旋产生，7次为雷暴大风，1次由冷空气产生。6月，近海海上大风主要是由海上强对流造成，风力最大为8～10级，主要影响我国渤海、黄海海域(表1)。7—8月，西北太平洋热带气旋活动频数显著增加，偏西和西北行的热带气旋开始影响我国近海海域并产生大风天气，同时入海温带气旋和海上强对流天气的影响也在持续。其中第3号台风“暹芭”登陆广东后由广西移入湖南、湖北继续北上，我国南海大部海域和华南沿海出现7～8级、阵风9级的大风，珠江口外海面、海南岛东北部海面、西沙群岛附近海域出现10～11级阵风，广东西部沿海海面和陆地局地出现13～14级阵风，广东阳江阳西县大树岛观测到15 级阵风(45.8 m·s-1)。

表1 2022年夏季中国近海主要大风过程

2.1.2 7月1—4日热带气旋大风过程

7月1—4日大风过程由热带气旋“暹芭”引起，“暹芭”于6月30日在南海中部海面生成，7月2日08时加强为台风级，当日15时前后在广东电白沿海登陆(台风级，12级，35 m·s-1)(图5a)。2日夜间“暹芭”以强热带风暴级的强度进入广西境内，3日下午在广西北部减弱为热带低压，4日08时前后进入湖南境内，中央气象台对其停止编号。“暹芭”是近20 a来登陆广东省最强的南海“土”台风(指在南海生成的台风)。

台风“暹芭”是2022年首个登陆我国的台风，较多年首个台风登陆平均时间(6月28日)偏晚4 d，较首个台风登陆平均强度(11级，30.8 m·s-1)偏强4.2 m·s-1。另外，“暹芭”属于近海加强台风，在距离登陆点110 km时加强为台风，并以峰值强度登陆广东电白沿海。受其影响，南海大部海域及西沙群岛、中沙群岛、华南沿海出现6～8级大风(图5b)，珠江口外海面、海南岛东北部海面、西沙群岛附近海域出现10～11级阵风，广东西部沿海海面和陆地局地出现13～14级阵风，广东阳江阳西县大树岛观测到15 级阵风(45.8 m·s-1)(图5b)。

2.2 海雾过程

2.2.1 概况

4—7月是我国北方海域海雾高发的季节[6]。2022年夏季，我国近海出现5次明显的海雾过程，其中6月出现4次，7月出现1次，8月无大面积海雾过程(表2)。6、7月北方海域海面温度较低，低层大气盛行偏南风，大气湿度较大，加上适度的气海温差(0～2 ℃)，黄渤海海域多平流冷却雾。同时，夏季925 hPa以下温度层多为弱逆温，静力稳定度下降，湍流向上延伸，有利于海雾在垂直方向发展。

图5 台风“暹芭”路径(a)、2022年7月1日08时—4日08时地面大风实况(b)Fig.5 Track of Typhoon Chaba (a) and observation of surface wind (b) from 08:00 BST 1 to 08:00 BST 4 July 2022

表2 2022年夏季中国近海主要海雾过程

2.2.2 6月1—4日海雾个例分析

6月1—4日，在入海温带气旋和海上高压的共同影响下，黄渤海地区先后出现海雾天气。由葵花8号卫星可见光通道图像和海雾反演落区可以看出，6月1日白天，黄海已经开始出现海雾(图略)，范围不大。6月1日夜间(图6a)，黄海中部和南部海域出现大片海雾，雾区纹理均匀，呈叶片形态，边界比较清晰，形状稳定，结构密实。6月2日08时(图6b)，气旋开始影响黄海，海雾面积进一步扩大，黄海大部海域均出现能见度不足1 km大雾天气。6月2日14时(图6c)，黄海大部海域的海雾稳定维持。6月2日20时(图6d)，随着入海温带气旋进一步东移，在辐合抬升作用的影响下温带气旋中心附近出现降雨，海雾主要出现在温带气旋的南侧和北侧，并且结构变得松散。6月3日02时(图6e)，随着海上高压进一步东移，偏南暖湿气流不断向黄海输送，黄海雾区结构变得更加密实。6月3日08时(图6f)，在海上高压西侧偏南气流作用下，渤海、渤海海峡、黄海大部海域开始出现大面积海雾，结构也更加密实。6月3日14时(图6f)，在太阳辐射作用下，黄渤海海雾略有消散，海雾边界清晰，纹理均匀。6月3日20时(图6h)，在弱冷空气影响下，黄渤海海雾面积收缩，并且结构开始变得松散。6月4日08时(图6i)，受入海温带气旋辐合抬升影响，黄渤海出现大片对流云系，海雾消散。

图6 2022年6月海雾反演落区(a、d、e、h，蓝色区域为雾区)和葵花8号卫星可见光云图(b、c、f、g、i)(a. 1日20时， b. 2日08时， c. 2日14时， d. 2日20时， e. 3日02时， f. 3日08时， g. 3日14时， h. 3日20时， i. 4日08时)Fig.6 Retrieved sea fog area (a/d/e/h, blue area for fog area) and visible cloud imagery of Himawari-8 satellite (b/c/f/g/i) at 20:00 BST 1 (a), 08:00 BST 2 (b), 14:00 BST 2 (c), 20:00 BST 2 (d), 02:00 BST 3 (e), 08:00 BST 3 (f), 14:00 BST 3 (g), 20:00 BST 3 (h), and 08:00 BST 4 (i) June 2022

6月1日20时，山西有温带气旋活动，黄海处于气旋东侧和海上高压西侧，盛行偏南风(图7a)，在稳定的层结条件下，暖湿空气经过冷海面容易凝结成雾，黄海开始出现成片海雾。2日08时(图7b)，温带气旋强度略有减弱，海上高压西进并进一步加强，不断有暖湿空气沿着高压西侧从西北太平洋洋面向黄海输送，黄海海雾范围进一步扩大。2日20时(图7c)，海上高压西进并开始影响渤海和渤海海峡。3日08时(图7d)，山西依旧有温带气旋活动，黄渤海位于温带气旋东侧、海上高压西侧，盛行偏南风或东南风，出现大范围的大雾天气。3日20时(图7e)，温带气旋强度有所加强，中心气压下降至1 002.5 hPa，黄渤海受持续的偏南风的影响，大雾维持。4日08时(图7f)，温带气旋东移至河北和天津一带，受辐合抬升作用影响，黄渤海出现大片的对流云系，海雾过程消散。

初夏海洋仍是冷海面，海洋对海面上空大气有冷却效应，当有持续偏南风向北输送暖湿空气时，容易出现海雾天气[6]。研究表明，黄海气海温差在-1～2 ℃是成雾的适宜条件，此时的气海温差有利于水汽凝结成雾[7]。1日20时(图8a)，黄海大部海域气温高于海面温度，气温主要维持在14～17 ℃，气海温差为0.5～2.0 ℃。2日20时(图8b)，黄海南部海面温度略有上升，气温依旧高于海面温度，渤海、渤海海峡、黄海大部海域气海温差为0.5～4.0 ℃，在这种有利的气海温差条件下，黄渤海海雾维持并且厚度进一步加大。3日20时(图8c)，偏南风持续向北输送，海雾维持，黄海南部海域出现气海温差小于0 ℃的现象，这是由于海雾发展成熟，雾顶长波辐射增强，降温加大，在湍流混合的作用下从雾顶到达海面使雾体降温[8]。

图7 海平面气压场(等值线，单位：hPa)和10 m风场(风矢，单位：m·s-1)(a. 6月1日20时， b. 6月2日08时， c. 6月2日20时， d. 6月3日08时， e. 6月3日20时， f. 6月4日08时)Fig.7 Sea-level pressure (isoline, units: hPa) and wind (wind vector, units: m·s-1) at 10 m (a. 20:00 BST 1, b. 08:00 BST 2, c. 20:00 BST 2, d. 08:00 BST 3, e. 20:00 BST 3, f. 08:00 BST 4 June)

海上大气逆温层的建立是海雾持续发展的重要条件，逆温层的存在可以抑制近海海面对流的发展，阻挡水汽向上扩散，防止海雾抬升形成低云。从成山头站探空图上可见，1日20时(图9a)，已经有一定高度的逆温层建立，但是比较浅薄，逆温层顶部发展到达925 hPa，1 000～850 hPa风向随高度呈现顺时针旋转，边界层有暖平流，975 hPa附近的大气温度露点差较大，这将形成稳定的干暖盖，抑制低层对流发展，使得近海面的海雾能发展到一定的厚度。2日20时(图9b)，逆温层顶抬升至925 hPa，并且温度露点差进一步增大，这使得海雾进一步维持。3日20时(图9c)，逆温层底和逆温层顶都进一步抬升，925 hPa以下温度露点差非常接近，说明在持续偏南风的作用下近海面大气饱和度很高，逆温层阻止了低层的水汽向上输送，从而使得暖湿空气持续与冷海面发生相互作用形成海雾，海雾在垂直方向的厚度增加。

图9 成山头站t-lnp探空曲线图(a. 6月1日20时， b. 6月2日20时， c. 6月3日20时)Fig.9 The t-lnp diagram of Chengshantou Station (a. 20:00 BST 1, b. 20:00 BST 2, c. 20:00 BST 3 June)

2.3 热带气旋

2.3.1 西北太平洋和南海热带气旋

2022年夏季，西北太平洋和南海共有9个编号热带气旋活动(表3)，比多年平均值(1949—2020年，平均11.6个)偏少2.6个。其中，“暹芭”“木兰”“马鞍”等3个热带气旋在我国沿海登陆，登陆个数比多年平均(1949—2020年，平均4.4个)偏少(图10)。2022年夏季9个热带气旋的平均最大强度为31.2 m·s-1，比多年平均(36.1 m·s-1)偏弱，3个登陆热带气旋平均最大强度为30.3 m·s-1，比平均登陆强度(31.0 m·s-1)略微偏弱。

图10 2022年夏季西北太平洋和南海热带气旋路径图Fig.10 Tracks of tropical cyclones in western North Pacific and the South China Sea in summer 2022

2.3.2 全球其他海域热带气旋概况

2022年夏季，除西北太平洋和南海之外的其他各大洋共有11个命名热带气旋生成，北大西洋3个、东太平洋8个，北印度洋、南太平洋和南印度洋无命名热带气旋生成(表4)。同常年同期相比，北大西洋比平均个数(4.9个)少1.9个，东太平洋比平均个数(9.8个)偏少1.8个，北印度洋、南太平洋、南印度洋分别比平均数偏少0.6个、0.1个、0.5个。

表3 2022年夏季西北太平洋和南海热带气旋简表

3 海洋概况

3.1 浪高

通过再分析的浪高资料可以发现，2022年夏季我国近海共有14次明显的2.0 m以上的大浪过程(表5)。其中，6月出现6次，日数为14 d；7月出现4次，日数为10 d；8月出现4次，日数为9 d。7月开始我国近海平均浪高明显增加，这主要是由于热带气旋在我国近海频繁活动。7月出现5.0 m以上的大浪过程主要受到热带气旋“暹芭”的影响，8月出现5.0 m以上的大浪过程由登陆台风“马鞍”引起。

表4 2022年夏季全球其他海域热带气旋统计表

6—8月的平均浪高呈逐渐增大的趋势。6月(图11a)，东海东部海域出现2.5 m的平均浪高，南海北部海域平均浪高也超过了2.0 m，我国近海其他海域平均浪高为0.5～2.0 m。7月(图11b)，渤海、渤海海峡、黄海大部海域平均浪高为0.1～2.0 m，东海大部海域、台湾海峡、台湾以东洋面、南海大部海域平均浪高超过2.0 m，其中东海东北部海域出现3.5 m平均浪高。8月(图11c)，渤海、渤海海峡、黄海北部和中部海域平均浪高为0.1～2.0 m，黄海南部海域、东海大部海域、台湾海峡、台湾以东洋面、巴士海峡、南海大部海域平均浪高为2.0～3.5 m，这与热带气旋在此海域附近活动有关。

3.2 海面温度

夏季，我国近海海域海面温度总体呈现逐渐上升的趋势。以20°N为界，南部海域6—8月平均海面温度较高，在29～30 ℃之间变化，平均海面温度6—7月递增，7—8月变化不大，这为热带气旋的生成和发展提供了有利的条件。6月南部海域最北边界海面温度为29 ℃，最南边界达到30 ℃，南北最大温差为1 ℃(图12a)；7月南北边界温差接近0 ℃，并且最高海面温度超过30 ℃(图12b)；到了8月南部海域平均海面温度很高并且南北界温差不大(图12c)。由6—8月的逐月变化可以看出，海面温度大于29 ℃的范围从台湾以东洋面逐渐延伸至东海东部海域，这主要是由于黑潮洋流的作用，台湾海峡、台湾以东洋面、东海海域平均海面温度逐渐升高，南北方向海面温度梯度逐渐减小，6月东海南北海域最大温度梯度达到5 ℃，到了8月温度梯度下降至2 ℃。渤海、渤海海峡和黄海大部海域平均海面温度逐月升高，6月黄海北部最低温度为16 ℃，到8月黄海北部最低温度为25 ℃，升温幅度显著，北方海域平均温度升高，水平温度梯度减小。

4 小结

2022年夏季(6—8月)，北半球极涡呈单极型分布，极涡中心位于北冰洋，较常年平均偏强，中高纬度西风带呈3波型分布，欧亚大陆为“两槽一脊”的环流型。6月，我国北方海域在偏南风的作用下多海雾天气。7—8月，副高北抬西伸，热带气旋活动频数增加，但西北太平洋生成热带气旋个数较常年平均偏少。我国近海夏季的大风、大浪主要由热带气旋产生。具体天气总结如下。

(1)我国近海共出现18次明显的大风过程。6月，大风过程主要由入海温带气旋和海上强对流引起，风力最大为8～10级。7—8月，热带气旋活动增强并频繁影响我国沿海地区，近海出现11～12级、阵风13～14级的大风。

表5 2022年夏季中国近海主要大浪过程(2.0 m以上)

图11 2022年夏季逐月平均浪高(色阶，单位：m； a. 6月， b. 7月， c. 8月)Fig.11 Monthly mean wave height in summer 2022 (color scale, units: m; a. June, b. July, c. August)

(2)我国近海出现5次明显的海雾过程，其中6月出现4次，7月出现1次，8月没有大面积海雾。6、7月北方海域海面温度较低，大气升温较快，低层大气盛行偏南风，大气湿度较大，加上适度的气海温差(0～2 ℃)，黄渤海海域多平流冷却雾。同时，夏季925 hPa以下温度层为弱逆温，静力稳定度下降，湍流向上延伸，有利于海雾在垂直方向发展。

(3)西北太平洋和南海共生成9个热带气旋，生成热带气旋数比多年平均偏少2.6个，“暹芭”“木兰”“马鞍”等3个热带气旋在我国沿海登陆，登陆个数比多年平均(约4.4个)偏少1.4个。

(4)2.0 m以上的大浪过程出现14次，其中，6月出现6次，7月出现4次，8月出现4次，8月我国近海平均浪高明显增加，这主要是由于热带气旋在我国近海频繁活动。

(5)我国近海海域海面温度总体呈现逐渐上升的态势。南部海域(20°N以南)6—8月平均海面温度呈逐渐递增的趋势，暖海面有利于热带气旋强度的增长；北部海域(20°N以北)6—8月海面温度大于29 ℃的范围从台湾以东洋面逐渐延伸至东海东部海域，这主要是由于黑潮洋流的作用。

图12 2022年夏季逐月平均海面温度(色阶，单位：℃； a. 6月， b. 7月， c. 8月)Fig.12 Monthly mean sea surface temperature in summer 2022 (color scale, units: ℃; a. June, b. July, c. August)