南沙海域风的特征研究

李卫丁，蒋 红，吴盈子

（1.国家海洋局舟山海洋环境监测站 舟山 316021；2.国家海洋局东海分局舟山海洋工作站 舟山 316021）

南沙群岛位于南海的南部，北连中沙、西沙群岛，东邻菲律宾，南至马来西亚、文莱，西接越南，是我国南海诸岛中面积最大、岛屿最多的一组群岛，海底蕴藏着丰富的矿物质、天然气和石油，扼太平洋和印度洋咽喉要道，战略地位十分重要。南沙海域［1］（3°—12°N）是我国领土版图中最南端的海域，深入了解南沙海域风的气候特征，对维护我国领土主权、国家安全和资源开发与生态环境保护具有十分重要的意义。

由于受其地理位置的影响，对南沙海域的水文、气象状况的认识和了解均十分有限。自20世纪80年代以来，我国对该海域组织了多次海洋科学综合考察，南沙海域才逐渐为人们所了解。然而，由于船舶调查本身的局限性，船舶调查的气象资料在时间上很难做到同步。因此，仅仅依靠为数不多的船舶调查的气象观测资料很难深入、有效地研究一个海域风的特征。李心铭等［2］利用中国沿海与西北太平洋气候图集的风玫瑰图资料，分析了南海的季节与年平均风应力分布，得出了南海海面风应力的季节变化特征。齐义泉等［3］利用GEOSAT卫星高度计1986—1989年的南海海面风速资料，分析了南海海面风速的统计特征以及海面风场的分布特点，较早地将遥感资料引入南海风场的分析中，并得到与李心铭等相似的结论。但是，上述研究中使用的资料均存在精度、分辨率或资料长度等方面的缺陷。

1988年我国应WMO的要求在南沙群岛永暑礁 （9°32′N，113°54′E）建立海洋观测站。根据2006年6月—2011年5月的海面实测风资料作了统计分析，反映了南沙海域风的特征，随着南沙资料的积累和完善，可望将对南海气候特征作进一步的分析研究。

1 资料来源

本研究所引用资料为南沙永暑礁海洋观测站2006年6月—2011年5月最近5年的海面实测风资料和东海区嵊山海洋观测站实测风资料进行统计分析。永暑礁海洋观测站海面实时风测量仪器为XFY3－1型风向风速传感器，海拔高度10 m；嵊山海洋观测站实时风测量仪器亦是XFY3－1型风向风速传感器，海拔高度45 m。实测风资料都按16方位对平均风向、风速对应频率、盛行风向、风速频率和风力等级进行分析评价。

2 南沙海域风的季节变化

2.1 风向的季节变化

南海是一个半封闭的深水边缘海，作为南海的一部分，南沙海域与整个南海一样，更多地受制于季风，是典型的热带季风区［4］。南沙永暑礁2006年6月—2011年5月的月平均风向频率和风速见表1，由表1亦可十分清楚地看出南沙海域是典型的热带季风区，盛行偏北—东风为冬季风，盛行偏南—西风为夏季风［5］。表1表明该海域自11月至翌年5月为长达7个月的冬季风季节，6—9月为夏季风季节，10月是夏季风向冬季风转换的过渡季节，10月偏北风与偏南风交替出现，没有明显的盛行风向，偏南风的最高频率为12.0% （SW），偏北风的最高频率为10.2% （ENE），相差甚少，而且比全年其他各月的盛行风向频率低得多，相反静风 （表1中C列）频率是全年各月中最高的月份，高达8.8%，因此，该海域在10月是一个明显的由夏季风风向向冬季风风向转换的过渡季节。按上所述，该海域由冬季风风向向夏季风风向转换却没有明显的过渡月份，5月影响南海的冷空气以东路为主 （占总次数的58%）［6］，表1中的盛行风为偏东风（11.4%ENE，20.6%E，14.2%ESE）主要是东路冷空气南下冷高压出海所造成的，因此，5月该海域风向仍属冬季风。在6月盛行风突然转为西南风 （23.0%），该海域已转换为典型的夏季风风向，冬季风风向向夏季风风向的这种突然转换显然与西太平洋副热带高压在6月中旬前后第一次北跳相关［5］。

表1 永暑礁2006年6月—2011年5月月平均风向频率和风速

2.2 风速的气候特征

2006年6月—2011年5月南沙月平均盛行风向频率和风速见表2，表2表明南沙海域风速的气候变化特征都是在冬季风、夏季风盛行月份中达到最大，而且都是冬季风风速大于夏季风，而过渡季节的风速较小。冬季风最强在1月和12月 （9.7m/s），夏季风最强在8月 （6.4m/s）。由于永暑礁位于南沙群岛的西侧靠近广阔海洋中间地带，从整个南海的风力的分布情况看，冬季风和夏季风期间在永暑礁附近海域都有一个强风中心，强风中心的形成原因主要是南海西岸的越南长山山脉和东岸的菲律宾加里曼丹岛屿山脉地形所致，由于地形阻挡，摩擦效应使处于东西两岸地形之间中心海域的永暑礁附近形成强风中心［5］。

表2 南沙永署礁与东海区嵊山岛月平均盛行风向频率和风速比较

2.3 南沙与东海嵊山海域风的季节比较

为了解南沙及东海邻近海域海面风的季节变化，表2列出南沙群岛中永暑礁和东海嵊山站的各月盛行风向及其频率和多年平均的月平均风速。嵊山站在永暑礁的东北偏北方向，两站相距近1 000 km，嵊山海域冬夏长，春秋短，但夏秋季节易受热带气旋和台风的影响。比较两站的盛行风向及其频率相差甚大，嵊山海域冬季盛行偏北风，夏季盛行南风，春秋两季风向交替变换。由表2可以看出5月是南沙冬季风向夏季风转换的过渡季节，10月是夏季风向冬季风过渡的季节；而嵊山海域4月盛行风向频率最低，8—10月次之，显然这是春秋两季风向的转换季节。与南沙作比较，嵊山海域的冬季风和夏季风转换过渡季节均比南沙要早1～2个月，这与一般认为夏季风是由南向北推进，应该是南沙比东海先出现夏季风的观点不同，联系南海环流系统的活动就不难理解东海比南沙早出现偏南风，因为在4月和5月影响南海的冷空气路径都是以东路为最多，分别占各路冷空气总次数的51.3% （4月）和58.5% （5月）［6］。

3 南沙海域风的年际变化

南沙永暑礁春 （5月）、夏 （8月）、秋（10月）、冬 （1月）海域平均风的年际变化见图1，单位m/s。根据2006年6月—2011年5月海面实测风资料的统计，由图中可以看出春、夏、秋、冬四季的平均风基本上处在4个不重叠的区域，各季平均风的年际变化都集中在一个比较窄小的区域内：春季风向风速变化不大，基本上各年都是盛行偏东风，5月平均风速2011年最小为4.0 m/s，2008年最大为5.6 m/s；夏季盛行西南风，风向变化不大，风速变化较大，8月平均风速2008年最小为5.1 m/s，2006年最大为8.1 m/s；秋季风的年际变化特点与其他各季不同，风向变化较大，风速变化较小，风向变化范围为NE—W，风速2～3级；冬季盛行东北风，风力较强且稳定，平均风速在10 m/s左右。

4 南沙海域大风的气候特征

分析永暑礁2006年6月—2011年5月的逐时风记录，冬季风和夏季风期间出现6级和6级以上大风的频率还是相当高的。表3列出了永暑礁逐月 （时）各风向≥6级风的频率，11月至翌年2月冬季风盛行期间，其风向以NNE—NE为主，其中12月、1月≥6级风的频率都在50%以上。在6—9月夏季风期间，其风向以WSW为主，其中7—9月≥6级风的频率都在20%以上。4—6月和10月出现≥6级大风的频率较低，一般只在6%左右。表4列出了永暑礁逐月 （时）各风向≤3级风 （不含静风）的频率，11月至翌年2月冬季风盛行期间，其中12月、1月≤3级风的频率都只在9%左右。在7—9月夏季风盛行期间，≤3级风的频率都在40%以上。而5月、6月和10月≤3级风的频率都高达60%以上。

图1 南沙各季节平均风的年际变化

表3 永暑礁2006年6月—2011年5月各月≥6级风的风向频率 %

表4 永暑礁2006年6月—2011年5月各月≤3级风的风向频率 %

续表

5 结论

本研究分析南沙永暑礁海洋站2006年6月—2011年5月的海面实测风资料，得出南沙海域风的气候特征如下。

（1）同时分析风向和风速大小的季节变化特征，南沙群岛海域是典型的热带季风区，其季节变化特征主要为：11月至翌年5月为冬季风季节 （偏北风—东风），6—9月为夏季风季节（偏南风—西风），10月为夏季风向冬季风转换的过渡季节。冬季风比夏季风强，持续时间长，而冬—夏季风相互转换的过渡季节很短，且风向多变，风速较小。

（2）南沙海域风的年际变化特征是：春季（5月）、夏季 （8月）和冬季 （1月）风向的年际变化较小，秋季 （10月）的风向年际变化较大。4个季节的风速大小依次为冬季 （1月）＞夏季 （8月）＞春季 （5月）＞秋季 （10月）。

（3）南沙海域的大风气候特征是：在冬季风盛行期间，12月、1月≥6级风的频率都在50%以上，其风向以NNE—NE为主。夏季风期间，7—9月≥6级风的频率都在20%以上，其风向以WSW为主。4—6月和10月出现≥6级大风的频率较低，一般只在6%左右。

［1］黄企洲，方文东，陈荣裕 .南沙群岛海区西南季风变化与表层流结构和演变关系的探讨［J］.热带海洋学报，2001，20（1）：18－26.

［2］李心铭，钱清英 .南海的季节与年平均风应力［J］.青岛海洋大学学报，1989，19（3）：10－18.

［3］齐义泉，施 平，毛庆文 .南海海面风速季节特征的卫星遥感分析［J］.热带海洋，1996，15（1）：68－73.

［4］WYRTKI K.Scientific results of marine investigations of the South China Sea and the Gulf of Thailand 1959—1961 physical oceanography of the southeast Asia waters［A］.NAGA Report 2［R］.La Jolla，Calif：Scripps Inst.of Oceanogr，1961：195.

［5］中国科学院南沙综合科学考察队 .南沙海域海气相互作用与天气气候特征研究［M］.北京：科学出版社，1998.231－236.

［6］中国人民解放军海军司令部航海保证部 .南海水文气象概况［M］.北京：海军出版社，1982.