黄渤海海洋水文气象环境极值分布特征研究

汪 宁

（山东省青岛市海军北海舰队海洋水文气象中心，山东 青岛 266003）

引言：海洋大气环境，特别是海风、海浪和海流，对于海洋军事战略的部署和航海条件有着重要的影响。较好的掌握海洋大气环境极值的分布特征，便能够充分利用海洋优势。寒潮，台风，气旋等对海风，海浪以及海流的影响最为重要，通过气象实例的分析，以及数据的计算，可以很好的对黄渤海海洋环境水文气象的极值分布进行研究。

一、黄渤海海洋的具体情况

1、渤海的位置、面积、水温

属于渤海范围的分别包括辽东湾和渤海湾以及莱州湾和中部海区，占据我国海域面积的1.63%，实际海域面积为77000Km2，具体位于辽东半岛南和山东半岛北的连线往西，在北纬37° 07′～41° 0′，东经117°35′～121°10′。渤海位于北方，水温跟随北方大陆气候变化，在2月份左右水温在0度左右，严寒时候，秦皇岛和葫芦岛除外，沿海岸边都会冰冻，严冬过后，3月初融冰时，水温在11度左右，会常有出现很多的流冰，8月份时的水温到达21度。渤海海域的大部分海水含有大陆河川流进来的淡水，所以含盐量是中国近海最低。渤海海水的含盐度为30psu（Practical salinity unit）。

2、黄海的位置、面积、水温

根据黄海的地理特征海洋学家将黄海分为北黄海和南黄海，黄海的具体位置位于山东半岛和苏北平原中间，东临朝鲜半岛，北临辽东半岛，黄海海域面积为40万平方公里，黄海的最深海域位于东南部，最深海域海深为140米。山东半岛、辽东半岛和朝鲜半岛之间的的海域称为北黄海，属于半封闭海域，北海域面积大约为8万平方公里，北海海域的平均水深为40米，最深海域位于白翎岛的西南侧，最深水深为86米。南黄海是指长江口和济州岛的直线往北的圆形位置，属于半封闭海域，南黄海的海域面积为30多万平方公里，南黄海域的平均水深是45米，南黄海域的最深海域位于济州岛北侧，其海域最深度是140米。黄海水温的温度在15度到24度之间，水温波动比较平稳。黄海海水的盐度为32 psu，含盐量较低。

二、黄渤海区域风速浪高极值分析及分布特征

通过对30年的风场流场和有效波高数据的分析以及最小二乘法估计最佳参数，可以估计不同重现期的水文气象极值。[1]

图4.2.1-a是渤海内某点的风速年极值分布，图4.2.1-b是该点的波高年极值分布 ：

由图4.2.1-a可得图4.2.1-b：

（1）1971、1980、1983、1985、1989、1993、1997年的年极值风速较大，1971、1974、1979、1983、1988、1993、1997年的年极值波高较大。

（2）1976、1981、1984、1991、1996、1999年的年极值风速较小，1976、1981、1984、1991、1995年的年极值波高较小。

（3）受大风影响，波高会因大风的影响增大，整个的分布情况相对符实。

图4.2.1-c是黄海内某点的风速年极值分布，图4.2.1-d是该点的浪高年极值分布：

由图4.2.1-c可得图4.2.1-d：

（1）1972、1979、1981、1983、1986、1993、1997年的年极值风速较大，1972、1979、1981、1983、1986、1993、1999年的年极值波高较大。

（2）1974、1978、1985、1991、1995年的年极值风速较小，1973、1975、1978、1985、1991、1995年的年极值波高较小

（3）经分析，该海域的波高波动大部分因风的原因，风速分布和波高分布情况绝大部分都一致。

经过以上分析研究表明寒潮大风和台风会引起的波高是年最大的波高，黄海海域的风速年极值和波高年极值的分布情况的数据比较相对符实。根据数据分析，渤海的年极值波高明显小于黄海，同时显示渤海的极值波高与极值风速的一致程度明显小于黄海的分布趋势。

三、黄渤海区域流速极值分析及分布特征

通过对30年的风流场数据分析，可以画出每一年流速极值的分布图，根据下边四副不相同的几个年代的年极值情况分布图来对黄海和渤海年极值的分布情况进行分析。

通过对右上四副图的数据分析得出，在黄海和渤海的海域多年来的最大流速在50cm/s和100cm/s之间。渤海海滩的强流区分别存在与老铁山水道、辽东湾顶部、黄河口、登州水道四个强流区，老铁山水道由沿辽东半岛西岸进入辽东湾；辽东湾顶部是因为地形的原因导致该区域的流动较强；登州水道通往黄海的重要区域。位于北黄海沿朝鲜半岛往南的区域属于强流区域，其中几个非常强的流速区位于朝鲜半岛的几个海湾中，部分地方居然不止1.5m/s。第一个强流区位于济州岛的西北方向、朝鲜半岛的西南方向，因这些地区有潮流所以使这些强流占优势。第二个强流区位于山东成山头以东，第三个特别明显的强流带因受长江中淡水的影响，位于黄海南部的浙江沿岸海域。黄海东部的流速均大于西部的流速。

结论:黄渤海海域在我国具有重要的战略地位，因此加强黄渤海区域的水文气象极值分布特征的研究是非常重要的。本文通过对以往多年的风速年极值和浪高年极值以及流速的数据研究得出，南黄海的因为承受风区的的区域较长，大浪大部分都位于南黄海区，很清楚的显示黄海受海浪影响比渤海明显，同时，北黄海受大浪影响要比渤海明显。在南黄海海域，对于多年来难得一遇的台风以及强温带气候所造成的影响是不一样的，极值波高所受中短期的多年来才有一次的温带气旋的影响较大，而台风在中长期的多年一遇极值波高中影响较大。风速，波高和流速除了受寒潮台风等影响较大外，还受地形影响。因此极值分布的研究要从多方面进行分析。

只有更好的掌握黄渤海区域的水文气象环境极值分布，才能更好的利用海洋气象优势，保护我国的航海安全以及海洋权益，保护海洋环境。

[1]陈子燊，刘曾美路剑飞，于吉涛，基于广义极值分布的设计波高推算[J]，热带海洋学报，2011(03)

[2]邓兆青，周良明，吴伦宇，郭佩芳，渤海重现期波高的数值计算[J]，海洋湖沼通报，2007(S1)

[3]尹文昱，张永宁，渤海海峡风浪特征统计分析[J]，大连海事大学学报，2006(04)

[4]刘德辅，,王树青，郭海燕，海洋立管综合环境条件设计标准研究[J]，海洋工程，2001(02)