唐山三岛海洋站水文气象要素特征分析

2023-07-28李桂敏杜雨蒙王全颖张浩男

科学技术创新 2023年19期

李桂敏，杜雨蒙*，刘龙，王全颖，张浩男

（国家海洋局秦皇岛海洋环境监测中心站，河北秦皇岛）

引言

渤海湾是渤海向西凹入的弧形浅水湾,分布有天津港、曹妃甸港、唐山港等多个港口,是我国重要的海上门户及水上交通运输枢纽[1]，因此，深入研究渤海的水文、气象特征，对于保障我国国防建设、促进经济社会尤其是环渤海地区的经济社会发展，具有重要的现实意义[2]。袁本坤等[3]通过对环渤海沿岸9 个岸基海洋站的表层水温和盐度等观测数据进行分析，得到了该海域表层水温和盐度的季节变化特征。夏维等[4]通过对珠江口附近海域夏季气象水文要素实测数据的分析，发现表层盐度主要受降水影响，降水量增多会造成观测站位盐度骤减。

本文利用唐山三岛海洋站2018-2020 年间气温、气压、降水、表层水温和盐度实测整点数据资料，统计分析唐山三岛海洋站水文气象数据变化规律，了解其特征变化，为促进当地经济发展进一步提供科学依据。

1 数据说明

唐山三岛海洋站于2013 年8 月建站，现为无人值守站。该站监测项目覆盖气温、气压、相对湿度、风向风速、降水、表层水温、盐度和潮汐等八项水文气象要素。

本文选取的水文气象要素数据为唐山三岛海洋站2018 年1 月-2020 年12 月的实测整点数据。本文中春季为3-5 月，夏季为6-8 月，秋季为9-11 月，冬季为12 月、1 月、2 月。

2 结果分析

2.1 气象要素分析

2.1.1 气温、气压要素特征分析

2018-2020 年唐山三岛海洋站气温月均值均为1月开始逐步上升，6-7 月份达到最高值，之后逐步下降，并在1 月份、2 月份或12 月份出现最低值。由图1还可看出，气压月均值与气温月均值走向相反，表现出气压月均值从1 月份开始减小，在6-8 月份达到最低值，之后气压月均值逐步上升，三年气压月均值最大值均出现在12 月份。2018-2020 年气温特征值统计见表1，2018-2020 年气压特征值统计见表2。

表1 2018-2020 年气温特征值统计

表2 2018-2020 年气压特征值统计

图1 2018-2020 年气温、气压月均值曲线

唐山三岛海洋站气温年均值、气压年均值变化较小，气温月最高出现在夏季，最低出现在冬季；气压与气温最高、最低值出现时间相反，最高出现在冬季，最低出现在夏季。由图2 可知，唐山三岛海洋站气压月均与气温月均呈现显著负相关性。

图2 2018-2020 年气温、气压相关性分析

2.1.2 降水要素特征分析

由图3 可知，2018-2020 年唐山三岛海洋站夏季降水量逐年降低，相较于2018 年和2019 年，2020 年春季、秋季降水量有明显增加，均大于前两年同季节降水量。2018-2020 年唐山三岛海洋站降水量主要集中在夏季，其次为春季、秋季，冬季降水量较少，具有明显的季节性变化特征。

图3 2018-2020 年降水各季总降水量

2.2 表层水温、盐度要素特征分析

唐山三岛海洋站表层水温月均值从1 月份开始逐渐升高，到7、8 月份表层水温月均值达到最大，然后开始呈现下降趋势。表层盐度月均值由1 月份开始逐渐升高，春季出现最大值，然后逐渐开始下降，在7、8、9 月份出现最低值，之后表层盐度月均值逐渐上升。结合图4、图5 可看出，2018-2020 年唐山三岛海洋站表层盐度变化与降水量有密切关系，7、8、9 月份降水量最大，同期表层盐度月均值最低，其他月份降水量适中，表层盐度变化较小。

图4 2018-2020 年表层水温、盐度月均值曲线

图5 2018-2020 年表层盐度月均值、月累计降水量曲线

图6、图7 分别对表层盐度与表层水温、表层盐度与降水相关性进行分析，由此可知，唐山三岛海洋站表层盐度月均值与表层水温关系呈现正相关，但关系不显著；与降水呈现显著负相关关系。

图6 2018-2020 年表层水温、盐度相关性分析

图7 2018-2020 年降水、表层盐度相关性分析

2018-2020 年表层水温特征值统计见表3。2018-2020 年表层盐度特征值统计见表4。

表3 2018-2020 年表层水温特征值统计

表4 2018-2020 年表层盐度特征值统计

2018-2020 年唐山三岛海洋站表层水温、盐度年平均值变化较小。表层水温年最高值逐年略微下降，年最低值逐年略微升高；表层水温年最高值均在8月份（夏季），年最低值出现比较分散，分别出现在1月、2 月、12 月份，但均出现在冬季。2018 年、2020 年表层盐度年最大值、年最小值变化不大，2019 年表层盐度年最大值、年最小值和年平均值较2018 年和2020 年偏低。