李衛(wèi)丁，蔣 紅，吳盈子

（1.國(guó)家海洋局舟山海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)站 舟山 316021；2.國(guó)家海洋局東海分局舟山海洋工作站 舟山 316021）

南沙群島位于南海的南部，北連中沙、西沙群島，東鄰菲律賓，南至馬來(lái)西亞、文萊，西接越南，是我國(guó)南海諸島中面積最大、島嶼最多的一組群島，海底蘊(yùn)藏著豐富的礦物質(zhì)、天然氣和石油，扼太平洋和印度洋咽喉要道，戰(zhàn)略地位十分重要。南沙海域［1］（3°—12°N）是我國(guó)領(lǐng)土版圖中最南端的海域，深入了解南沙海域風(fēng)的氣候特征，對(duì)維護(hù)我國(guó)領(lǐng)土主權(quán)、國(guó)家安全和資源開(kāi)發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有十分重要的意義。

由于受其地理位置的影響，對(duì)南沙海域的水文、氣象狀況的認(rèn)識(shí)和了解均十分有限。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)對(duì)該海域組織了多次海洋科學(xué)綜合考察，南沙海域才逐漸為人們所了解。然而，由于船舶調(diào)查本身的局限性，船舶調(diào)查的氣象資料在時(shí)間上很難做到同步。因此，僅僅依靠為數(shù)不多的船舶調(diào)查的氣象觀測(cè)資料很難深入、有效地研究一個(gè)海域風(fēng)的特征。李心銘等［2］利用中國(guó)沿海與西北太平洋氣候圖集的風(fēng)玫瑰圖資料，分析了南海的季節(jié)與年平均風(fēng)應(yīng)力分布，得出了南海海面風(fēng)應(yīng)力的季節(jié)變化特征。齊義泉等［3］利用GEOSAT衛(wèi)星高度計(jì)1986—1989年的南海海面風(fēng)速資料，分析了南海海面風(fēng)速的統(tǒng)計(jì)特征以及海面風(fēng)場(chǎng)的分布特點(diǎn)，較早地將遙感資料引入南海風(fēng)場(chǎng)的分析中，并得到與李心銘等相似的結(jié)論。但是，上述研究中使用的資料均存在精度、分辨率或資料長(zhǎng)度等方面的缺陷。

1988年我國(guó)應(yīng)WMO的要求在南沙群島永暑礁 （9°32′N(xiāo)，113°54′E）建立海洋觀測(cè)站。根據(jù)2006年6月—2011年5月的海面實(shí)測(cè)風(fēng)資料作了統(tǒng)計(jì)分析，反映了南沙海域風(fēng)的特征，隨著南沙資料的積累和完善，可望將對(duì)南海氣候特征作進(jìn)一步的分析研究。

1 資料來(lái)源

本研究所引用資料為南沙永暑礁海洋觀測(cè)站2006年6月—2011年5月最近5年的海面實(shí)測(cè)風(fēng)資料和東海區(qū)嵊山海洋觀測(cè)站實(shí)測(cè)風(fēng)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。永暑礁海洋觀測(cè)站海面實(shí)時(shí)風(fēng)測(cè)量?jī)x器為XFY3－1型風(fēng)向風(fēng)速傳感器，海拔高度10 m；嵊山海洋觀測(cè)站實(shí)時(shí)風(fēng)測(cè)量?jī)x器亦是XFY3－1型風(fēng)向風(fēng)速傳感器，海拔高度45 m。實(shí)測(cè)風(fēng)資料都按16方位對(duì)平均風(fēng)向、風(fēng)速對(duì)應(yīng)頻率、盛行風(fēng)向、風(fēng)速頻率和風(fēng)力等級(jí)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

2 南沙海域風(fēng)的季節(jié)變化

2.1 風(fēng)向的季節(jié)變化

南海是一個(gè)半封閉的深水邊緣海，作為南海的一部分，南沙海域與整個(gè)南海一樣，更多地受制于季風(fēng)，是典型的熱帶季風(fēng)區(qū)［4］。南沙永暑礁2006年6月—2011年5月的月平均風(fēng)向頻率和風(fēng)速見(jiàn)表1，由表1亦可十分清楚地看出南沙海域是典型的熱帶季風(fēng)區(qū)，盛行偏北—東風(fēng)為冬季風(fēng)，盛行偏南—西風(fēng)為夏季風(fēng)［5］。表1表明該海域自11月至翌年5月為長(zhǎng)達(dá)7個(gè)月的冬季風(fēng)季節(jié)，6—9月為夏季風(fēng)季節(jié)，10月是夏季風(fēng)向冬季風(fēng)轉(zhuǎn)換的過(guò)渡季節(jié)，10月偏北風(fēng)與偏南風(fēng)交替出現(xiàn)，沒(méi)有明顯的盛行風(fēng)向，偏南風(fēng)的最高頻率為12.0% （SW），偏北風(fēng)的最高頻率為10.2% （ENE），相差甚少，而且比全年其他各月的盛行風(fēng)向頻率低得多，相反靜風(fēng) （表1中C列）頻率是全年各月中最高的月份，高達(dá)8.8%，因此，該海域在10月是一個(gè)明顯的由夏季風(fēng)風(fēng)向向冬季風(fēng)風(fēng)向轉(zhuǎn)換的過(guò)渡季節(jié)。按上所述，該海域由冬季風(fēng)風(fēng)向向夏季風(fēng)風(fēng)向轉(zhuǎn)換卻沒(méi)有明顯的過(guò)渡月份，5月影響南海的冷空氣以東路為主 （占總次數(shù)的58%）［6］，表1中的盛行風(fēng)為偏東風(fēng)（11.4%ENE，20.6%E，14.2%ESE）主要是東路冷空氣南下冷高壓出海所造成的，因此，5月該海域風(fēng)向仍屬冬季風(fēng)。在6月盛行風(fēng)突然轉(zhuǎn)為西南風(fēng) （23.0%），該海域已轉(zhuǎn)換為典型的夏季風(fēng)風(fēng)向，冬季風(fēng)風(fēng)向向夏季風(fēng)風(fēng)向的這種突然轉(zhuǎn)換顯然與西太平洋副熱帶高壓在6月中旬前后第一次北跳相關(guān)［5］。

表1 永暑礁2006年6月—2011年5月月平均風(fēng)向頻率和風(fēng)速

2.2 風(fēng)速的氣候特征

2006年6月—2011年5月南沙月平均盛行風(fēng)向頻率和風(fēng)速見(jiàn)表2，表2表明南沙海域風(fēng)速的氣候變化特征都是在冬季風(fēng)、夏季風(fēng)盛行月份中達(dá)到最大，而且都是冬季風(fēng)風(fēng)速大于夏季風(fēng)，而過(guò)渡季節(jié)的風(fēng)速較小。冬季風(fēng)最強(qiáng)在1月和12月 （9.7m/s），夏季風(fēng)最強(qiáng)在8月 （6.4m/s）。由于永暑礁位于南沙群島的西側(cè)靠近廣闊海洋中間地帶，從整個(gè)南海的風(fēng)力的分布情況看，冬季風(fēng)和夏季風(fēng)期間在永暑礁附近海域都有一個(gè)強(qiáng)風(fēng)中心，強(qiáng)風(fēng)中心的形成原因主要是南海西岸的越南長(zhǎng)山山脈和東岸的菲律賓加里曼丹島嶼山脈地形所致，由于地形阻擋，摩擦效應(yīng)使處于東西兩岸地形之間中心海域的永暑礁附近形成強(qiáng)風(fēng)中心［5］。

表2 南沙永署礁與東海區(qū)嵊山島月平均盛行風(fēng)向頻率和風(fēng)速比較

2.3 南沙與東海嵊山海域風(fēng)的季節(jié)比較

為了解南沙及東海鄰近海域海面風(fēng)的季節(jié)變化，表2列出南沙群島中永暑礁和東海嵊山站的各月盛行風(fēng)向及其頻率和多年平均的月平均風(fēng)速。嵊山站在永暑礁的東北偏北方向，兩站相距近1 000 km，嵊山海域冬夏長(zhǎng)，春秋短，但夏秋季節(jié)易受熱帶氣旋和臺(tái)風(fēng)的影響。比較兩站的盛行風(fēng)向及其頻率相差甚大，嵊山海域冬季盛行偏北風(fēng)，夏季盛行南風(fēng)，春秋兩季風(fēng)向交替變換。由表2可以看出5月是南沙冬季風(fēng)向夏季風(fēng)轉(zhuǎn)換的過(guò)渡季節(jié)，10月是夏季風(fēng)向冬季風(fēng)過(guò)渡的季節(jié)；而嵊山海域4月盛行風(fēng)向頻率最低，8—10月次之，顯然這是春秋兩季風(fēng)向的轉(zhuǎn)換季節(jié)。與南沙作比較，嵊山海域的冬季風(fēng)和夏季風(fēng)轉(zhuǎn)換過(guò)渡季節(jié)均比南沙要早1～2個(gè)月，這與一般認(rèn)為夏季風(fēng)是由南向北推進(jìn)，應(yīng)該是南沙比東海先出現(xiàn)夏季風(fēng)的觀點(diǎn)不同，聯(lián)系南海環(huán)流系統(tǒng)的活動(dòng)就不難理解東海比南沙早出現(xiàn)偏南風(fēng)，因?yàn)樵?月和5月影響南海的冷空氣路徑都是以東路為最多，分別占各路冷空氣總次數(shù)的51.3% （4月）和58.5% （5月）［6］。

3 南沙海域風(fēng)的年際變化

南沙永暑礁春 （5月）、夏 （8月）、秋（10月）、冬 （1月）海域平均風(fēng)的年際變化見(jiàn)圖1，單位m/s。根據(jù)2006年6月—2011年5月海面實(shí)測(cè)風(fēng)資料的統(tǒng)計(jì)，由圖中可以看出春、夏、秋、冬四季的平均風(fēng)基本上處在4個(gè)不重疊的區(qū)域，各季平均風(fēng)的年際變化都集中在一個(gè)比較窄小的區(qū)域內(nèi)：春季風(fēng)向風(fēng)速變化不大，基本上各年都是盛行偏東風(fēng)，5月平均風(fēng)速2011年最小為4.0 m/s，2008年最大為5.6 m/s；夏季盛行西南風(fēng)，風(fēng)向變化不大，風(fēng)速變化較大，8月平均風(fēng)速2008年最小為5.1 m/s，2006年最大為8.1 m/s；秋季風(fēng)的年際變化特點(diǎn)與其他各季不同，風(fēng)向變化較大，風(fēng)速變化較小，風(fēng)向變化范圍為NE—W，風(fēng)速2～3級(jí)；冬季盛行東北風(fēng)，風(fēng)力較強(qiáng)且穩(wěn)定，平均風(fēng)速在10 m/s左右。

4 南沙海域大風(fēng)的氣候特征

分析永暑礁2006年6月—2011年5月的逐時(shí)風(fēng)記錄，冬季風(fēng)和夏季風(fēng)期間出現(xiàn)6級(jí)和6級(jí)以上大風(fēng)的頻率還是相當(dāng)高的。表3列出了永暑礁逐月 （時(shí)）各風(fēng)向≥6級(jí)風(fēng)的頻率，11月至翌年2月冬季風(fēng)盛行期間，其風(fēng)向以NNE—NE為主，其中12月、1月≥6級(jí)風(fēng)的頻率都在50%以上。在6—9月夏季風(fēng)期間，其風(fēng)向以WSW為主，其中7—9月≥6級(jí)風(fēng)的頻率都在20%以上。4—6月和10月出現(xiàn)≥6級(jí)大風(fēng)的頻率較低，一般只在6%左右。表4列出了永暑礁逐月 （時(shí)）各風(fēng)向≤3級(jí)風(fēng) （不含靜風(fēng)）的頻率，11月至翌年2月冬季風(fēng)盛行期間，其中12月、1月≤3級(jí)風(fēng)的頻率都只在9%左右。在7—9月夏季風(fēng)盛行期間，≤3級(jí)風(fēng)的頻率都在40%以上。而5月、6月和10月≤3級(jí)風(fēng)的頻率都高達(dá)60%以上。

圖1 南沙各季節(jié)平均風(fēng)的年際變化

表3 永暑礁2006年6月—2011年5月各月≥6級(jí)風(fēng)的風(fēng)向頻率 %

表4 永暑礁2006年6月—2011年5月各月≤3級(jí)風(fēng)的風(fēng)向頻率 %

續(xù)表

5 結(jié)論

本研究分析南沙永暑礁海洋站2006年6月—2011年5月的海面實(shí)測(cè)風(fēng)資料，得出南沙海域風(fēng)的氣候特征如下。

（1）同時(shí)分析風(fēng)向和風(fēng)速大小的季節(jié)變化特征，南沙群島海域是典型的熱帶季風(fēng)區(qū)，其季節(jié)變化特征主要為：11月至翌年5月為冬季風(fēng)季節(jié) （偏北風(fēng)—東風(fēng)），6—9月為夏季風(fēng)季節(jié)（偏南風(fēng)—西風(fēng)），10月為夏季風(fēng)向冬季風(fēng)轉(zhuǎn)換的過(guò)渡季節(jié)。冬季風(fēng)比夏季風(fēng)強(qiáng)，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，而冬—夏季風(fēng)相互轉(zhuǎn)換的過(guò)渡季節(jié)很短，且風(fēng)向多變，風(fēng)速較小。

（2）南沙海域風(fēng)的年際變化特征是：春季（5月）、夏季 （8月）和冬季 （1月）風(fēng)向的年際變化較小，秋季 （10月）的風(fēng)向年際變化較大。4個(gè)季節(jié)的風(fēng)速大小依次為冬季 （1月）＞夏季 （8月）＞春季 （5月）＞秋季 （10月）。

（3）南沙海域的大風(fēng)氣候特征是：在冬季風(fēng)盛行期間，12月、1月≥6級(jí)風(fēng)的頻率都在50%以上，其風(fēng)向以NNE—NE為主。夏季風(fēng)期間，7—9月≥6級(jí)風(fēng)的頻率都在20%以上，其風(fēng)向以WSW為主。4—6月和10月出現(xiàn)≥6級(jí)大風(fēng)的頻率較低，一般只在6%左右。

［1］黃企洲，方文東，陳榮裕 .南沙群島海區(qū)西南季風(fēng)變化與表層流結(jié)構(gòu)和演變關(guān)系的探討［J］.熱帶海洋學(xué)報(bào)，2001，20（1）：18－26.

［2］李心銘，錢(qián)清英 .南海的季節(jié)與年平均風(fēng)應(yīng)力［J］.青島海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，1989，19（3）：10－18.

［3］齊義泉，施 平，毛慶文 .南海海面風(fēng)速季節(jié)特征的衛(wèi)星遙感分析［J］.熱帶海洋，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］中國(guó)科學(xué)院南沙綜合科學(xué)考察隊(duì) .南沙海域海氣相互作用與天氣氣候特征研究［M］.北京：科學(xué)出版社，1998.231－236.

［6］中國(guó)人民解放軍海軍司令部航海保證部 .南海水文氣象概況［M］.北京：海軍出版社，1982.