日照和降水对青岛近海海域浒苔影响的分析

李德萍,马 艳,董海鹰,张凯静,郭丽娜

(青岛市气象局，山东 青岛 266003)

浒苔(Enteromorphaprolifera)隶属于绿藻门石莼科浒苔属，是中国海洋野生植物中极为丰富的大型经济藻类，既可分布在海水中，也可在淡水中生长。藻体为草绿色，管状膜质，主枝明显，分枝多且细长，茂密，广泛生长在世界沿岸高、中、低潮带砂砾、岩礁和石沼中。浒苔在我国各海区均有分布，属东海、黄海海域优势种，是青岛的习见种[1]。2008-06，黄海中、南部海域爆发了大规模的浒苔灾害，到7月中旬，青岛市海、陆共打捞清理浒苔超过100万t。2009-04-21，江苏省洋口港附近海域又发现少量浒苔，并向北漂移。05-31在黄海中只有小面积的浒苔生成，6月上中旬江苏连云港以东海面上有成片的浒苔区发展北移。06-22-25大片浒苔出现于黄海中西部，浒苔密集区有较明显的增大，覆盖面积最大时约400 km2，其外缘线距青岛大公岛最近距离约60 km，距千里岩岛最近距离约25 km。然后转向东并于07-15出现于山东半岛东部的海阳、荣成近海。青岛近海没有发现大范围的浒苔，直到7月底8月初在青岛石老人海水浴场发现了少量浒苔。2010年浒苔再一次光顾青岛，浒苔自黄海中南部漂移而来，并于6月上旬在山东沿海出现，在向北漂移过程中陆续在山东省日照市和青岛市登陆。基于2008-2010年5-7月浒苔发生时的观测事实，本文选取了青岛近海赤岛、大公岛和竹岔岛三个海岛站以及青岛近岸一个陆地站青岛站共4个自动站的日照时数和降水量资料(4个自动站中只有青岛站有日照资料)，主要分析了日照时数和降水量对青岛近海浒苔生消的影响。因为日照时数增加有利于浒苔的光合作用，而降水不仅能使海水中营养盐类充足，还可以改变海水的盐度、温度及酸碱度，使海水环境更能促进浒苔生长[2]。根据卫星监测资料显示，近三年浒苔均生成于江苏沿岸以东的黄海南部海域[3-5]。基于此，本文还分析了浒苔发生源地江苏沿海的连云港、盐城和南通三市的日照和降水情况，作为青岛近海日照和降水影响浒苔生长繁殖的对比和补充分析资料。本研究中所提及的浒苔小范围影响、大规模爆发以及减弱都是基于2008-2010年期间国家海洋局北海预报中心发布的浒苔监测信息，根据浒苔对青岛近海的影响程度来划分的。

1 2008-2010年浒苔事件概况

2008-05-15，首先在距胶州湾西南大约175 km的黄海海域发现少量浒苔，5月底范围明显扩大，并逐渐向西北方向移动。6月中下旬，外海浒苔多呈条带分布，源源不断向青岛近岸漂移，最终呈现了罕见的大面积飘浮聚集态势。据统计，从5月底至6月底，黄海西北部(包括青岛胶州湾附近海域)浒苔覆盖面积一直维持在500～800 km2。06-18，浒苔出现在青岛胶南近海，07-12，东移至青岛-即墨-海阳近海，大量浒苔在青岛登陆，对社会经济活动产生严重影响(图1a)。

2009-05-31，在黄海中只有小面积的浒苔生成，6月上、中旬江苏连云港以东海面上有成片的浒苔区发展北移，北部外缘线距青岛大公岛最近距离约120 km，并继续向偏北方向漂移。06-22-25大片浒苔出现于黄海中、西部，最大覆盖面积接近400 km2，其外缘线距青岛大公岛最近距离约60 km。青岛近海没有发现大范围的浒苔(图1b)。

2010年5月底首次在东海海域发现浒苔，然后受风力和洋流因素影响，自黄海中、南部漂移而来。浒苔于6月上旬陆续在山东省日照市和青岛市登陆。6月中旬至7月初，先后发现在日照东部、胶南东南部和青岛南部海域有较大面积浒苔漂浮，覆盖面积一直维持在300～500 km2，浒苔分布外缘线距青岛沿岸距离最近时约7 km，最北端已到千里岩，距青岛市黄岛38 km(图1c)。

根据国家海洋局北海环境监测中心初步研究，青岛沿海浒苔爆发的原因是外海输送的初始浒苔种群，在持续东南季风的作用下不断输入青岛近海。青岛近海海水透明度高，营养盐浓度适宜，使浒苔生物量快速增长，最终形成浒苔灾害[2-3]。

根据2008-2010年浒苔自出现到消亡的时间分析(表1)，确定浒苔发展时间为5-7月，因此来分析2008-2010年5-7月日照时数和降水量对浒苔的影响。

图1 2008-2010年卫星(EOS/MODIS)监测浒苔分布示意图Fig. 1 Distributions of Enteromorpha prolifera monitoredby satellite (EOS/MODIS) from 2008 to 2010

年份出现小规模(黄海)爆发旺盛(面积最大)消亡(减弱消退)200805-1505-1905-3106-257月中旬200905-1505-3106-2006-257月中旬201005-1705-3106-2007-04—077月下旬

注：日期数据来自卫星监测和网络信息

2 2008—2010年浒苔发生时的日照时数和降水量分析

2.1 日照时数

2.1.1 江苏沿海日照时数

经统计，2008-2010年的5-7月江苏沿海城市连云港、盐城和南通三市的日照时数分别为577.1，537.7和493.7 h，分别比常年偏少67.0, 77.3和62.8 h(图2a)，平均日照时数为536.2 h，比常年日照时数(605.2 h)少69.0 h。说明江苏沿海浒苔从生成到消亡整个发展过程的日照时数比常年是偏少的。

由浒苔生成时(5月)连云港、盐城和南通三市的日照时数可发现：2008-2010年5月三市平均日照时数为224.3 h，比常年日照时数偏多5.4 h。其中，连云港平均日照时数为233.4 h，比常年日照时数偏少9.0 h；而盐城、南通平均日照时数分别为223.0和216.4 h, 分别比常年日照时数偏多1.4和23.6 h。春季，连云港地区平均日照时数较高，为654 h,是江苏沿海光照最强烈的地区之一[5]，而该地区5月平均日照时数242.4 h,占春季日照时数的37%。所以，尽管连云港2008-2010年5月的平均日照时数比常年偏少，但仍然比盐城和南通的平均日照时数多10.4和17.0 h，而盐城、南通3年的平均日照时数比常年是偏多的。本文认为日照时数比常年偏多，光照是充足的。因此说明2008-2010年春末5月江苏沿海的光照充足。从逐旬日照时数(图2b、c、d)来看，连云港、盐城、南通的平均日照时数以5月上旬最多，分别为92.3,83.1和80.1 h，分别比常年日照时数偏多13.7，11.4和18.9 h。将三市的日照时数平均来看，江苏沿海5月上、中、下旬的平均日照时数分别是85.2，64.1和75 h ，只有5月上旬比常年偏多，为14.7 h，5月中、下旬分别比常年偏少，为5.7和3.0 h。这说明2008-2010年春末5月日照时数偏多，主要以5月上旬偏多为主。可见，浒苔被发现前光照偏强，是浒苔繁殖的有利条件。此外，5-7月光照偏少主要由6月中旬和7月中旬两个时段光照少所致，其中连云港以7月中旬日照时数最少，为44.8 h，盐城、南通6月中旬日照时数最少，分别为35.7和24.0 h。这两时段的日照偏少主要是由降水量偏多所致。而降水偏多会导致海水的营养盐增加，海水的酸碱度发生改变，从而促进浒苔的繁殖生长。

图2 2008-2010年5-7月江苏沿海日照时数Fig. 2 Sunshine duration along the coastal area of Jiangsu in the periods of May toJuly from 2008 to 2010

2.1.2 青岛近岸日照时数

分析2008-2010年5-7月青岛近岸平均总日照时数为570 h，比常年总日照时数偏少80 h。其中2008年青岛近岸总日照时数最少，为471 h，比常年总日照时数偏少179 h，2009年青岛近岸总日照时数最多，为629 h，比常年总日照时数偏少21 h，2010年青岛近岸总日照时数609 h，比常年总日照时数偏少41 h(图3a)。说明青岛这三年浒苔发展过程中的总日照时数也是偏少的。

2008-2010年5-7月的逐旬平均日照时数为63.3 h，比常年5-7月的逐旬平均日照时数偏少8.9 h，其中只有5月上旬和6月下旬日照时数分别是85.3和74.3 h，分别比常年偏多2.8和8.2 h。其余各旬日照时数均比常年偏少，其中6月中旬最少，为39.7 h，比常年偏少31.7 h。据资料统计，浒苔主要从5月下旬开始影响青岛海域，一般到6月下旬大范围影响青岛近海。由图3b可看出，旬日照时数从5月下旬的73.0 h降到6月上旬的69.7 h，直至降到低谷即6月中旬的39.7 h，这是由2008年6月上、中旬的雨日和雾日较多，2009年和2010年6月中旬甚至出现了连续的大雾天气所致。而6月下旬日照时数出现了74.3 h的次高值，比常年偏多8.2 h (图3b)，这主要与6月下旬降水量及雨日偏少有关。与此同时，发现浒苔在青岛近海大规模爆发。说明6月下旬青岛近海充足的光照，更加有利于浒苔的生长发育。7月上、中旬随着降水的增多，日照时数逐步递减。

图3 2008-2010年5-7月青岛近岸日照时数Fig. 3 Sunshine duration along the coastal area of Qingdao in the periods of May to July from 2008 to 2010

2.2 降水量

2.2.1 江苏沿海地区降水量

分析2008-2010年5-7月连云港、盐城和南通三市降水量(图4a)发现，三站平均降水量470.0 mm,比常年偏多52.7 mm。2008年三站平均降水量最多，为538.5 mm，比常年偏多121.2 mm；2009年三站平均降水量次之,为518.7 mm, 比常年偏多101.4 mm；2010年三站平均降水量最少，为352.8 mm，比常年偏少64.5 mm。分析连云港、盐城和南通三市逐旬降水量(图4b、c、d)发现，5月上、中、下旬三市平均降水量分别为22.2，39.6和30.2 mm，分别比常年偏多4.5，13.9和6.7 mm。5月份江苏沿海降水量92.0 mm，比常年偏多25.1 mm，5月份降水偏多主要是5月中旬偏多(5月中旬平均降水量39.6 mm，比常年偏多13.9 mm)。由于雨后海水营养盐较多，天空晴朗，云量较少，利于浒苔的光合作用使其生长繁殖，最终导致5月底浒苔发展迅速[3]。此外，5-7月份总降水量偏多是因为6月中旬和7月上旬的降水量也偏多。降水量较多会促使岸边的有机物质冲到海里，进而改变海水的温度、盐度和酸碱度等物理性质，有利于浒苔的繁殖生长[6]。以上分析表明，江苏沿海降水量在浒苔繁殖和发展期间都是偏多的。此处5月降水量偏多与日照时数偏多并不矛盾，因为日照时数主要以5月上旬偏多为主，降水量是以5月中旬偏多为主的。

图4 2008-2010年5-7月江苏沿海各站降水量Fig. 4 Precipitations along the coastal area of Jiangsu in the periods of May to Julyfrom 2008 to 2010

2.2.2 青岛近岸及沿海降水量

2008-2010年5-7月青岛站、大公岛、竹岔岛和赤岛平均降水量为289.5 mm，比常年偏多8.6 mm。2008年5-7月四站平均降水量最多，为384.1 mm，比常年偏多103.2 mm；2009年5-7月四站平均降水量次之，为294.0 mm，比常年偏多13.1 mm；2010年5—7月四站平均降水量最少，为190.6 mm，比常年偏少90.3 mm。三年5-7月平均降水量以青岛站最多，396.2 mm，竹岔岛三年5—7月平均降水量次之为359.4 mm，赤岛三年5—7月平均降水量235.2 mm，大公岛三年5—7月平均降水量最少，为167.4 mm。这与测站的地形及降雨的局地分布不均有关(图5a)。

分析2008-2010年5-7月青岛、大公岛、竹岔岛和赤岛站四站逐旬降水量(图5b、c、d)，发现5月上、中、下旬平均降水量分别为18.1，29.8和19.1 mm，分别比常年偏多0.1，10.4和1.7 mm；6月上、中、下旬平均降水量分别为14.5,19.1和8.7 mm，分别比常年偏少8.5,3.7和29.4 mm；7月上、中、下旬平均降水量分别为63.0,68.7和40.0 mm，上、中旬比常年偏多22.7和16.0 mm，下旬比常年偏少9.2 mm。可见，5月降水量比常年偏多，且以5月中旬偏多为主。6月降水量比常年偏少，且以6月下旬偏少为主。由于5月降水偏多，降水明显增多后10～20 d更利于浒苔生长[3]，这种降水偏多的延伸效应推迟到6月份，并且6月降水偏少，天空晴朗，日照时数偏多，利于浒苔的光合作用。综合来说，6月的气象条件更加有利于浒苔生长繁殖。7月初雨季开始，7月上、中旬降水量偏多，导致近海营养盐偏多，浒苔生长旺盛[6]。以上分析说明浒苔生长发育期间青岛近海降水量是充沛的。浒苔大发生前5月中旬降水偏多，6月尤其是6月下旬青岛近海降水偏少，从而使得光照充足，再到7月上旬到中旬的降水量偏多。这种降水偏多到光照充足再到降水偏多的气候条件使得青岛近海海域浒苔生长旺盛。7月中旬前后随着人工打捞或风向偏西风分量的加大使浒苔从旺盛到消亡直至移出青岛。

图5 2008-2010年5-7月青岛沿海各站降水量Fig. 5 Precipitations along the coastal area of Qingdao in the periods of May to Julyfrom 2008 to 2010

3 结 论

青岛近海海域发生的浒苔一般于5月中旬前后生成于江苏沿岸以东的黄海南部海域，在持续东南季风的作用下不断输入青岛近海，6月下旬前后浒苔发展旺盛，7月中旬前后浒苔逐渐减弱消亡。基于2008-2010年5-7月浒苔影响青岛近海海域的事实，本研究着重分析了青岛近岸及近海4个自动气象站和江苏沿海三市的日照时数及降水量的特征及其对浒苔生消的影响。主要结论是：

1)浒苔生成地附近江苏近岸2008-2010年5-7月的平均日照时数为536.2 h，比常年偏少69.0 h；5月份平均日照时数为224.3 h，比常年偏多5.4 h；5月上旬平均日照时数85.2 h，比常年偏多14.7 h，说明江苏沿海浒苔从生成到消亡整个发展过程的日照时数比常年是偏少的。但5月日照充足，且以5月上旬日照时数偏多为主。5月上旬光照充足，成为5月中旬前后海上浒苔迅速繁殖的有利条件之一。浒苔从生成到消亡整个发展过程(2008-2010年5-7月)青岛的日照时数570 h，比常年偏少80 h，5月上旬和6月下旬日照时数分别是85.3和74.3 h，分别比常年偏多2.8和8.2 h。说明5月下旬浒苔开始影响青岛海域，6月下旬浒苔明显影响青岛海域时，青岛近岸光照充足。总之日照充足促使浒苔生长繁殖。

2)2008-2010年5-7月江苏沿海三站平均降水量470.0 mm,比常年偏多52.7 mm，2008年5-7月平均降水量最多，为538.5 mm，比常年偏多121.2 mm；青岛近海四站平均降水量为289.5 mm，比常年偏多8.6 mm。2008年5-7月平均降水量最多，为384.1 mm，比常年偏多103.2 mm。5月份江苏沿海降水量92.0 mm，比常年偏多25.1 mm，主要以5月中旬降水量偏多为主，有利于浒苔生长繁殖。青岛近海浒苔大发生前5月中旬降水量29.8 mm，比常年偏多；在6月，尤其是6月下旬青岛近海降水量8.7 mm，比常年偏少，从而使得光照充足；再到7月上旬降水量63.0 mm，比常年偏多。这种降水偏多到降水偏少(光照充足)再到降水偏多的气候条件使得青岛近海海域浒苔生长旺盛。总之降水偏多有利于浒苔生长旺盛。

致谢：感谢江苏省气象局提供的日照和降水观测资料。

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