袁本坤，商杰，趙紹禎，黎舸，焦艷，王立新，杜春平

(1. 山東省海洋生態(tài)環(huán)境與防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 青島 266061； 2.國家海洋局北海預(yù)報(bào)中心 青島 266061；3.中國石油海上應(yīng)急救援響應(yīng)中心 唐山 063200)

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秦皇島海域冰情特征分析*

袁本坤1，2，商杰1，2，趙紹禎3，黎舸1，2，焦艷1，2，王立新3，杜春平3

(1. 山東省海洋生態(tài)環(huán)境與防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 青島 266061； 2.國家海洋局北海預(yù)報(bào)中心 青島 266061；3.中國石油海上應(yīng)急救援響應(yīng)中心 唐山 063200)

秦皇島海域是我國主要的結(jié)冰海區(qū)之一，每年冬季都有不同程度的結(jié)冰現(xiàn)象，給海上交通運(yùn)輸、漁業(yè)生產(chǎn)、旅游以及油氣勘探開發(fā)等各類經(jīng)濟(jì)活動造成很大影響，并對船舶和工程設(shè)施等構(gòu)成嚴(yán)重威脅。文章利用衛(wèi)星遙感、航空、船舶以及岸基海洋站等觀測方式所獲取的冰情要素?cái)?shù)據(jù)，對秦皇島海域的各類冰情要素進(jìn)行了綜合分析，得出了該海域的冰日、冰期、冰型、冰厚、海冰表面特征、浮冰密集度以及結(jié)冰范圍等，同時給出了該海域的浮冰流向流速、地理分布特征等分析結(jié)果。

秦皇島海域；海冰；冰情特征；分析

秦皇島海域位于渤海的遼東灣西部，地理位置優(yōu)越，區(qū)位優(yōu)勢明顯。其中，位于該海域沿岸的秦皇島港是中國內(nèi)貿(mào)煤炭運(yùn)輸大通道的最重要樞紐港，在中國煤炭運(yùn)輸體系中具有舉足輕重的地位。但是，由于該海域地理位置偏北，冬季易受北方南下冷空氣影響，每年冬季都有海水結(jié)冰現(xiàn)象[1]，給海上交通運(yùn)輸、漁業(yè)生產(chǎn)、旅游以及油氣勘探開發(fā)等經(jīng)濟(jì)活動造成很大影響，并對船舶和工程設(shè)施等構(gòu)成嚴(yán)重威脅。歷史上該海域也曾發(fā)生過嚴(yán)重海冰災(zāi)害，并造成了巨大損失。海冰已成為制約該地區(qū)海洋經(jīng)濟(jì)尤其是海上交通運(yùn)輸和油氣開發(fā)等活動的重要環(huán)境因素之一。因此，深入了解和掌握該海域的海冰時空分布、變化等冰情基本特征，對于有效減輕海冰災(zāi)害、促進(jìn)和保障該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會健康有序發(fā)展有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 研究區(qū)域概況

秦皇島海域位于遼東灣西部，海岸線東起山海關(guān)區(qū)金絲河口、西至昌黎縣灤河口，全長162.67 km[2]，20 m等深線以內(nèi)海域總面積2 114 km2[3]。

2 數(shù)據(jù)來源

本文所用冰情數(shù)據(jù)主要包括：

(1)國家海洋局秦皇島海洋站1964—2013年海冰觀測資料。

(2)國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心提供的2009—2013年冬季海洋衛(wèi)星(HY-1/1A)渤海海冰遙感數(shù)據(jù)。

(3)中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心提供的2009—2013年冬季環(huán)境衛(wèi)星(HJ-1A/1B)渤海海冰遙感數(shù)據(jù)。

(4)國家海洋局北海分局2009—2013年冬季海冰災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測獲取的部分冰情數(shù)據(jù)。

(5)國家海洋局北海分局歷年海冰船舶、航空監(jiān)測數(shù)據(jù)。此外，為了更加準(zhǔn)確地分析秦皇島海域的冰情特征，本文內(nèi)容還參考了部分已有研究成果或文獻(xiàn)給出的數(shù)據(jù)。

3 冰情特征分析

3.1 冰日與冰期

根據(jù)各種歷史監(jiān)測資料綜合統(tǒng)計(jì)、分析，秦皇島海域一般于每年的11月下旬或12月上旬開始結(jié)冰，翌年2月下旬或3月上旬終冰，冰期一般為60～80 d[4]。其中，初冰期為25～35 d，嚴(yán)重冰期為15～25 d，一般出現(xiàn)在1月中旬至2月上旬，融冰期為15 d左右(表1)。

表1 秦皇島海域冰日冰期統(tǒng)計(jì)(以秦皇島站為代表)

注：資料年限為1964-2013年。

3.2 冰型、冰厚及結(jié)冰范圍

3.2.1 初冰期

初冰期(以常冰年*根據(jù)現(xiàn)行冰情等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，我國結(jié)冰海區(qū)的冰情共分5個等級：輕冰年、偏輕冰年、常冰年、偏重冰年以及重冰年。為代表，下同)前期以初生冰和冰皮為主，間有尼羅冰和少量蓮葉冰；一般冰厚2～6 cm，最大為10 cm，浮冰范圍(浮冰最大外緣線離岸距離，下同)在1～2 n mile以內(nèi)，最大為4 n mile。

初冰期后期冰型以尼羅冰和灰冰為主，間有蓮葉冰和冰皮等；平整冰厚為3～8 cm，最大15 cm；浮冰范圍為2～3 n mile，最大5 n mile。

3.2.2 嚴(yán)重冰期

嚴(yán)重冰期冰型以尼羅冰和灰冰為主，間有蓮葉冰、灰白冰及少量白冰等；平整冰厚為5～15 cm，最大25 cm；浮冰范圍為5～15 n mile，最大20 n mile。

圖1和圖2給出了2013年2月10日和2010年2月12日嚴(yán)重冰期內(nèi)秦皇島海域部分冰情衛(wèi)星遙感影像圖。

圖1 2013年2月10日秦皇島海域冰情

圖2 2010年2月12日秦皇島海域冰情

3.2.3 終冰期

冰型以冰皮為主，間有蓮葉冰和尼羅冰以及少量灰冰；平整冰厚為3～5 cm，最大10 cm；浮冰范圍為在5 n mile以內(nèi)。

因受強(qiáng)冷空氣影響，融冰期內(nèi)秦皇島海域冰情常常出現(xiàn)反復(fù)。

3.3 浮冰密集度

浮冰密集度是指浮冰覆蓋面積占浮冰分布海面的成數(shù)。根據(jù)衛(wèi)星遙感及航空等歷史監(jiān)測資料綜合分析，秦皇島海域嚴(yán)重冰期內(nèi)的海冰密集度為4～6成，最大8成。

3.4 海冰表面特征

海冰表面特征是指海冰在動力或熱力作用下所呈現(xiàn)的外貌特征。根據(jù)監(jiān)測，秦皇島海域海冰表面特征類型(按照每年冬季出現(xiàn)頻率和量的多少排序)依次為：平整冰、重疊冰、冰丘和覆雪冰。

3.5 浮冰流向和流速

浮冰在風(fēng)、浪、流等外力作用下，會發(fā)生漂移、流動。根據(jù)各種觀測資料與數(shù)據(jù)綜合分析，秦皇島海域大多數(shù)海區(qū)的浮冰漂流方向以西南(SW)、西南偏西(WSW)和西向(W)為主?？偟膩碇v，近岸海域浮冰的漂流方向與潮流方向大致相同，并且與海岸線基本平行。各向浮冰平均漂流速度在0.3 m/s左右，最大流速在0.7 m/s[5]。

受地理特征和潮流等水動力條件影響，秦皇島海域各海區(qū)浮冰流向與流速存在一定差異。

3.6 海冰地理分布

受氣象、海洋等自然因子變化影響，秦皇島海域的海冰分布具有明顯的地理差異。根據(jù)衛(wèi)星遙感、船舶、航空及海洋站等監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合分析，初冰期內(nèi)，海冰主要分布在該海域西北部的河口、淺灘等近岸區(qū)域；嚴(yán)重冰期內(nèi)，海冰往往布滿該海域北部的大部分海區(qū)(圖1和圖2)；融冰期內(nèi)，秦皇島海域大部分海區(qū)基本無冰，但其東部海區(qū)因受遼東灣灣底向外漂移的浮冰影響，常常會有少量浮冰分布。

4 結(jié)論與討論

秦皇島海域是我國主要的結(jié)冰海區(qū)之一。本文利用衛(wèi)星遙感、航空、船舶以及岸基海洋站等觀測方式所獲取的冰情數(shù)據(jù)，對秦皇島海域的各類冰情要素進(jìn)行了綜合分析，得到如下結(jié)論：

(1)秦皇島海域每年冬季都有不同程度的海水結(jié)冰現(xiàn)象；總冰期在60～80 d，其中嚴(yán)重冰期為15～25 d。

(2)通常，秦皇島海域的海冰總體呈現(xiàn)北部海域重、南部海域輕，河口、淺灘等近岸海域重、遠(yuǎn)岸海域輕的分布特點(diǎn)。

海冰是一種自然現(xiàn)象。冰情嚴(yán)重時海冰可以封鎖港口、海灣和航道，并對海上交通運(yùn)輸、油氣開發(fā)以及漁業(yè)捕撈、水產(chǎn)養(yǎng)殖等各類海上活動造成影響甚至災(zāi)害。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)[6]，渤海嚴(yán)重和比較嚴(yán)重的海冰災(zāi)害大致每5～6 a發(fā)生一次，而局部海域出現(xiàn)的海冰災(zāi)害幾乎每年都有發(fā)生。因此，秦皇島作為我國的主要結(jié)冰海區(qū)之一，應(yīng)當(dāng)高度重視其海域的海冰研究[7]及其災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理和應(yīng)急工作，同時應(yīng)加強(qiáng)海冰監(jiān)測、預(yù)警和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估、區(qū)劃等技術(shù)工作，以提高該海域的海冰防災(zāi)減災(zāi)能力和水平，最大限度地降低海冰可能造成的損失。

[1] 張方儉.我國的海冰[M].北京：海洋出版社，1986.

[2] 河北省海洋局.河北省海洋功能區(qū)劃[R].石家莊：河北省海洋局，2011.

[3] 秦皇島市人民政府政務(wù)網(wǎng).自然地理[EB/OL].(2014-03-06)[2014-04-06]. http://www.qhd.gov.cn/front/csmpthird.action？id=62371&tid=445&block=0.

[4] 國家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心.海冰災(zāi)害及其對沿海地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展評價技術(shù)報(bào)告[R].北京：國家海洋局，2011.

[5] 國家海洋局北海預(yù)報(bào)中心.2013/2014年冬季冀東油田作業(yè)海域海冰監(jiān)測報(bào)告[R].唐山：中國石油冀東油田分公司，2014.

[6] 王相玉，袁本坤，商杰，等.渤黃海海冰災(zāi)害與防御對策[J].海岸工程，2011，30(4)：45-55.

[7] 孫劭，蘇潔，史培軍.2010年渤海海冰災(zāi)害特征分析[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2011，20(6)：87-92.

國家海洋局海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(201105016).

P731.15

A

1005-9857(2015)09-0078-03