褚芹芹，于華明，李松霖，于海慶，葛晶晶

（1.國(guó)家海洋局秦皇島海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，河北秦皇島066002；2.中國(guó)海洋大學(xué)海洋與大氣學(xué)院/三亞海洋研究院，山東青島/海南三亞266100/572024；3.青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，山東青島266003；4.中國(guó)海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，山東青島266100；5.31110部隊(duì)，江蘇 南京210016）

1 引言

黃海冷水團(tuán)是夏季存在于黃海底部的低溫高鹽水體，其鼎盛時(shí)期，水溫垂向會(huì)出現(xiàn)上均勻?qū)?、中間躍層和下均勻?qū)?層結(jié)構(gòu)，水團(tuán)體積約為5×1011m3，占據(jù)黃?？傮w積的1/3。黃海冷水團(tuán)冷中心一般為2個(gè)或3個(gè)，部分年里冷水團(tuán)分為北黃海冷水團(tuán)和南黃海冷水團(tuán)兩個(gè)冷中心，部分年里南黃海冷水團(tuán)又分為東西兩個(gè)冷中心。黃海冷水團(tuán)作為我國(guó)近海重要的水文現(xiàn)象，已有不少學(xué)者對(duì)其形成機(jī)制和結(jié)構(gòu)等做了大量的研究。我國(guó)最早由赫崇本等[1]根據(jù)1930—1940年間溫鹽平均資料提出黃海冷水團(tuán)冬季在黃海本地形成，并且認(rèn)為黃海冷水團(tuán)在垂直和水平方向都存在季節(jié)性變化；隨后，管秉賢[2]對(duì)黃海冷水團(tuán)的環(huán)流特征進(jìn)行了分析；袁業(yè)立[3]通過(guò)建立物理模型對(duì)冷水團(tuán)中心部分的熱結(jié)構(gòu)和環(huán)流特征進(jìn)行了分析，從理論上得出黃海冷水團(tuán)的一些參數(shù)，且與實(shí)測(cè)值較為接近；翁學(xué)傳等[4]利用“相似系數(shù)”法，通過(guò)計(jì)算各年夏季黃海各站層和斷面上的相似系數(shù)，對(duì)8月黃海冷水團(tuán)的分布范圍、低溫中心位置、體積和溫鹽性質(zhì)的多年變化特征進(jìn)行了分析；蘇紀(jì)蘭等[5]通過(guò)定性分析和數(shù)值模擬對(duì)黃海冷水團(tuán)的垂向環(huán)流結(jié)構(gòu)展開(kāi)探討，并指出黃海冷水團(tuán)的垂向環(huán)流結(jié)構(gòu)為雙環(huán)結(jié)構(gòu)。近年來(lái)，江蓓潔等[6]借助斷面和測(cè)站數(shù)據(jù)資料，利用線性回歸方法分析變化趨勢(shì)，指出北黃海冷水團(tuán)溫度主要受冬季氣溫影響，同時(shí)，黑潮現(xiàn)象使溫度變異。

相較于黃海冷水團(tuán)形成機(jī)制和結(jié)構(gòu)的研究，目前對(duì)于黃海海表溫度（Sea Surface Temperature，SST）和黃海冷水團(tuán)年際變化的研究較少。湯明義等[7]采用站點(diǎn)數(shù)據(jù)，借助能譜分析方法分析了黃海SST的準(zhǔn)周期變化，并指出黃海SST具有高頻準(zhǔn)周期變化。曾廣恩[8]采用TRMM/TMI（Tropical Rainfall Measuring Mission/TRMM Microwave Imager，熱帶測(cè)雨衛(wèi)星/微波成像儀）衛(wèi)星遙感SST資料，采用經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)（Empirical Orthogonal Function，EOF）法分析了東海和黃海SST季節(jié)內(nèi)變化的空間分布特征，并指出東海北部、東海近岸和黃海近岸SST季節(jié)內(nèi)變化最為顯著。宋德海等[9]基于美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）提供的Pathfinder V5.0系列產(chǎn)品，使用低通濾波消除季節(jié)變化影響后，利用協(xié)方差（Covariance）EOF和梯度（Gradient）EOF方法分析了中國(guó)近海及毗鄰海域SST的年際變化特征，并指出東中國(guó)海SST除了太陽(yáng)輻射外，還與平流熱量輸運(yùn)、厄爾尼諾（El Ni?o）現(xiàn)象以及海流與水團(tuán)的混合有關(guān)。劉伊格[10]分析了1982—2017年渤海和黃海SST的氣候特征，得出黃海存在12～13 a、17～18a和準(zhǔn)4a的周期變化特征。宋新等[11]基于三維區(qū)域海洋模式（Regional Ocean Modeling System，ROMS）的分析，指出黃海冷水團(tuán)存在著5 a的周期變化特征，與厄爾尼諾與南方濤動(dòng)（El Ni?o-Southern Oscillation，ENSO）現(xiàn)象相關(guān)；厄爾尼諾年時(shí)，滯后17 M的黃海冷水團(tuán)的分布范圍一般會(huì)較?。欢崮饶陼r(shí)，滯后17 M的黃海冷水團(tuán)的分布范圍會(huì)比較大。李昂等[12]基于1976—2006年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)斷面（大連—成山頭）的調(diào)查資料，分析發(fā)現(xiàn)：前冬海溫、當(dāng)?shù)貧鉁?、?jīng)向風(fēng)場(chǎng)以及輻射通量都對(duì)來(lái)年北黃海冷水團(tuán)的強(qiáng)度存在影響。

由于黃海冷水團(tuán)在近海產(chǎn)生，其形成原因與水體的垂向混合和層結(jié)有關(guān)，近海中較強(qiáng)的潮汐現(xiàn)象會(huì)在一定程度上影響水體的垂向狀態(tài)，而傳統(tǒng)再分析數(shù)據(jù)往往不包含潮汐潮流信息。因此本研究基于無(wú)規(guī)則網(wǎng)格有限體積海岸海洋模型（Finite-Volume Coastal Ocean Model，F(xiàn)VCOM）模型，通過(guò)構(gòu)建環(huán)流模型對(duì)黃海底層溫度進(jìn)行模擬，同時(shí)借助NOAA提供的35 a（1982—2016年）的SST高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)和多年大面站觀測(cè)數(shù)據(jù)，在總結(jié)黃海SST及冷水團(tuán)的季節(jié)和年際變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，采用尋找特征參數(shù)和相關(guān)分析的方法，分析黃海SST與冷水團(tuán)的關(guān)系，希望為黃海海溫年際變化研究提供參考。

2 數(shù)據(jù)資料來(lái)源

為了盡可能準(zhǔn)確地模擬黃海冷水團(tuán)，本研究所建模型及所用數(shù)據(jù)基本信息如下：

模擬范圍：模型起止范圍117.5°～151.0°E，18.8°～52.2°N，空間上包含渤海、黃海、東海及黑潮流經(jīng)海域，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)冬季黃海暖流的模擬。模型采用無(wú)結(jié)構(gòu)三角網(wǎng)格，并在渤海、黃海、東海、朝鮮海峽及黑潮流經(jīng)海域進(jìn)行網(wǎng)格加密，近岸分辨率約為10 km，垂向均勻分為21個(gè)Sigma層；對(duì)于平均水深44 m的黃海，該模型在此區(qū)域的垂向分辨率約為2 m。水深數(shù)據(jù)集采用美國(guó)國(guó)家地學(xué)測(cè)量中心（National Geodetic Center）提供的DBDB5（Digital Bathymetric DataBase Version 5.2）數(shù)據(jù)，使用雙線性插值將其插值到網(wǎng)格點(diǎn)上。

驅(qū)動(dòng)力：模型大氣強(qiáng)迫數(shù)據(jù)采用美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心（National Centers for Environmental Prediction，NCEP）發(fā)布的氣候預(yù)報(bào)系統(tǒng)再分析數(shù)據(jù)[13]，主要包括風(fēng)、蒸發(fā)、降水、氣壓、凈熱通量及凈短波輻射通量。徑流（長(zhǎng)江和黃河）信息來(lái)自《水資源公報(bào)》提供的月平均徑流數(shù)據(jù)。溫鹽和環(huán)流采用全球簡(jiǎn)單海洋資料同化分析系統(tǒng)（Simple Ocean Data Assimilation，SODA）月平均數(shù)據(jù)。開(kāi)邊界水位采用俄勒岡大學(xué)（University of Oregon）研發(fā)的TMD（Tidal Model Driver）[14]，在此基礎(chǔ)上加入SODA平均水位。

同化：為使模擬結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，模型采用NOAA提供的35 a（1982—2016年）高分辨率最優(yōu)插值海溫分析（Optimum Interpolation Sea Surface Temperature，OISST.V2）數(shù)據(jù)作為同化信息，數(shù)據(jù)類(lèi)型為網(wǎng)格數(shù)據(jù)，空間分辨率0.25°，同化方法采用增量分析更新法[15]。

為了驗(yàn)證FVCOM數(shù)值模擬數(shù)據(jù)的有效性，本文將底層水溫模擬數(shù)據(jù)與大面站觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。由于模型采用Sigma坐標(biāo)，因此對(duì)于不同水深格點(diǎn)處，垂向間隔也有所不同。為使模擬數(shù)據(jù)與觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)，采用距離水底2 m處作為底層。以2010年7月模擬數(shù)據(jù)為例，將FVCOM模擬得到的底層溫度數(shù)據(jù)與夏季氣候態(tài)大面站數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如圖1。

圖1可以看到模擬的2010年7月底層溫度數(shù)據(jù)與夏季氣候態(tài)大面站數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)比等溫線范圍及形態(tài)來(lái)判斷數(shù)據(jù)有效性，我們發(fā)現(xiàn)：8℃等溫線在空間位置上存在一定差異，但大致可分為南北兩塊冷中心；10℃等溫線無(wú)論在大小還是形態(tài)上都較為相似。由于管秉賢[2]指出8℃等溫線對(duì)氣溫的響應(yīng)較強(qiáng)，而10℃等溫線則相對(duì)穩(wěn)定，因此從底層溫度來(lái)看，F(xiàn)VCOM模擬得到的溫度數(shù)據(jù)能夠滿足研究需求。

圖1 FVCOM數(shù)值模擬數(shù)據(jù)有效性驗(yàn)證（單位：℃）

圖2 3種等溫線包圍面積

3 黃海冷水團(tuán)年際變化分析

由于FVCOM模型輸出結(jié)果為三角網(wǎng)格，為便于數(shù)據(jù)處理及分析，采用雙線性插值方法，將模型輸出結(jié)果插值到等經(jīng)緯矩形網(wǎng)格。每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)所占面積可用以下方法簡(jiǎn)單計(jì)算：在緯度θ處，單位弧度經(jīng)度對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度為：R*cos(θ)/(2π)。式中：R為地球半徑，單位緯度對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度為R/(2π)，單個(gè)格點(diǎn)所占區(qū)域可視為近似矩形，通過(guò)求出等溫線內(nèi)各格點(diǎn)所占小矩形面積，進(jìn)行求和即可計(jì)算得到等溫線所包含面積的近似值?；谠摲椒?，利用FVCOM數(shù)值模擬得到的東中國(guó)海底層水溫?cái)?shù)據(jù)，計(jì)算出1982—2010年底層冷水團(tuán)區(qū)域內(nèi)各等溫線的包圍面積。從圖2可以看出，各等溫線包圍區(qū)域面積在各年間變化趨勢(shì)基本一致，而部分年里底層溫度均大于8℃。我們對(duì)這3類(lèi)面積曲線進(jìn)行線性回歸以分析冷水團(tuán)面積的年際變化趨勢(shì)。結(jié)果表明：冷水團(tuán)強(qiáng)度在20世紀(jì)80年代以來(lái)總體呈下降趨勢(shì)，且8℃等溫線包圍面積下降最快，9℃次之，10℃下降最慢，這可能與近年來(lái)全球氣候變暖有關(guān)。通過(guò)各等溫線包圍面積最大/最小年的分布（見(jiàn)圖3），也可以推斷出8℃等溫線包圍面積年際變化幅度最大，9℃等溫線次之，10℃變化幅度最小。

為了分析冷水團(tuán)各溫度水體空間上的年際變化規(guī)律，我們繪制了1982—2010年3種等溫線空間分布（見(jiàn)圖4）。整體來(lái)看8℃等溫線中心位置年際變化較大，9℃等溫線中心位置與8℃等溫線相比變化較小，10℃等溫線中心位置變化與前兩者相比最小，且其等溫線中心位置基本不變。局部來(lái)看，北黃海內(nèi)各等溫線中心位置基本不變，等溫線包圍面積變化也較??；南黃海內(nèi)各等溫線中心位置變化較大，等溫線包圍面積變化也較大。因此，從數(shù)值模擬結(jié)果來(lái)看，北黃海冷水團(tuán)無(wú)論是大小還是低溫中心的位置都比南黃海冷水團(tuán)穩(wěn)定，這一點(diǎn)與前人分析得到的結(jié)果類(lèi)似[4,16]。

圖3 不同等溫線最大/最小年分布圖

1982—2010年3種等溫線組成的外廓線圖可以在一定程度上反映冷水團(tuán)多年間的空間活動(dòng)范圍（見(jiàn)圖5）。由外廓線圖可以看出，盡管各等溫線在多年間空間變動(dòng)較大，但各等溫線外廓線卻較為接近。這說(shuō)明冷水團(tuán)的冷中心位置盡管每年有所差異，但由于受到地形限制，其能夠到達(dá)的區(qū)域是受到限制的。

4 冷水團(tuán)與黃海SST關(guān)系分析

4.1冷水團(tuán)形成機(jī)制及影響因素

為了更好地分析黃海冷水團(tuán)與黃海SST之間的相關(guān)關(guān)系，我們首先根據(jù)之前學(xué)者的研究，對(duì)黃海冷水團(tuán)的形成機(jī)制和影響因素進(jìn)行簡(jiǎn)單總結(jié)。

對(duì)于黃海冷水團(tuán)的形成原因，目前主要觀點(diǎn)認(rèn)為與黃海暖流水有關(guān)。冬季渤黃海受季風(fēng)影響，表層海水向南流動(dòng)，底層海水以補(bǔ)償流的形式從黑潮區(qū)延伸至黃海，其攜帶的高溫高鹽水形成黃海暖流。冬季的強(qiáng)季風(fēng)促進(jìn)了黃海區(qū)域水體的垂向混合，使得黃海暖流在流動(dòng)過(guò)程中逐漸與當(dāng)?shù)乩渌l(fā)生混合變性，溫度逐漸降低并接近周?chē)Ｋ疁囟?，鹽度變化較小，仍保持高鹽狀態(tài)；夏季時(shí)，夏季風(fēng)與冬季風(fēng)相比較弱，使得海水整體穩(wěn)定，底層留下穩(wěn)定的冷水團(tuán)，所以黃海冷水團(tuán)實(shí)質(zhì)上是黃海本地的冬季殘留水[1]。

圖5 1982—2010年3種等溫線外廓線圖

對(duì)于黃海冷水團(tuán)的影響因素，李昂[17]的研究表明：北黃海冷水團(tuán)溫度存在明顯的年際變化特征，冬季海溫、氣溫、輻射通量以及經(jīng)向風(fēng)速都對(duì)北黃海冷水團(tuán)的溫度存在影響；南黃海冷水團(tuán)兩個(gè)核心的溫度長(zhǎng)期趨勢(shì)不同[4，16]，西部核心溫度升高，東部核心溫度降低，西部核心的升溫趨勢(shì)主要受到冬季黃海暖流入侵、冬季氣溫以及冬季經(jīng)向風(fēng)的影響，東部核心的降溫趨勢(shì)主要受到夏季過(guò)程影響。

因此，基于之前的研究學(xué)者對(duì)冷水團(tuán)形成機(jī)制以及影響因素的探討，以下將通過(guò)分別確定黃海SST和冷水團(tuán)特征參數(shù)的途徑，采用相關(guān)分析方法，進(jìn)一步探究黃海SST與冷水團(tuán)的相關(guān)關(guān)系。

4.2冷水團(tuán)特征參數(shù)

通過(guò)分析冷水團(tuán)底層水溫的年際變化，發(fā)現(xiàn)個(gè)別年份底層8℃等溫線幾乎不存在（見(jiàn)圖6）。對(duì)于此現(xiàn)象，我們收集了混合坐標(biāo)海洋模式（HYbrid Coordinate Ocean Model，HYCOM）再分析數(shù)據(jù)作為參考。結(jié)果發(fā)現(xiàn)2007年8月底層月平均溫度模擬結(jié)果均大于8℃，HYCOM再分析數(shù)據(jù)中雖然出現(xiàn)了8℃，但范圍極小，只在北黃海存在，而10℃等溫線在南北黃海均存在，且習(xí)慣上我們通常取10℃等溫線作為冷水團(tuán)邊界，因此選用10℃等溫線包圍的面積作為冷水團(tuán)強(qiáng)度的特征參數(shù)。

圖6 2007年8月底層溫度模擬數(shù)據(jù)（單位：℃）

4.3黃海SST特征參數(shù)

由于日平均OISST.V2已作為觀測(cè)數(shù)據(jù)源加入模型同化，且本研究采用月平均SST數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，因此，在月平均尺度上，對(duì)于SST而言模型結(jié)果與觀測(cè)結(jié)果基本一致。為了盡可能保證數(shù)據(jù)分析的可靠性，在SST分析中將采用觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。為了分析黃海SST與黃海暖流之間的表征關(guān)系，我們對(duì)30°～42°N，116°～128°E海域的SST作35 a逐月平均，繪制了氣候態(tài)1—4月的月平均SST分布。由圖7a—c可以明顯看出，冬季至初春東海北部存在18℃左右的高溫區(qū)域，該區(qū)域即東海北部的黑潮區(qū)；此外還可看到一明顯的暖水舌由黑潮區(qū)延伸至黃海，在34°N附近形成兩個(gè)分支，一支向海州灣方向延伸，另一支向渤海方向延伸，與黃海暖流路徑相似。4月之后（見(jiàn)圖7d），該暖水舌開(kāi)始減弱直至消失，符合黃海暖流“冬強(qiáng)夏弱”的特征。此前已有學(xué)者的研究表明，冬季期間，盡管黃海暖流主要從深層進(jìn)入黃海，但除了深底層外，表層也能顯示黃海暖流的存在[18]，且將該暖水舌作為黃海暖流路徑的定性指標(biāo)具有一定的合理性[19-20]，因而該暖水舌可作為黃海暖流在黃海表層的反映特征。下文中我們選取冬季黃海表層9℃等溫線（暖水舌邊界）向北延伸達(dá)到的最大緯度（以下稱(chēng)“9℃等溫線到達(dá)緯度”）作為黃海暖流強(qiáng)弱的特征參數(shù)?？紤]到黃海暖流與冷水團(tuán)之間的關(guān)聯(lián)，為了確定黃海SST的特征參數(shù)，我們首先確定冬季黃海表層9℃等溫線到達(dá)緯度與黃海暖流流量之間的相關(guān)關(guān)系。

圖7 氣候態(tài)1—4月月平均SST分布（單位：℃）

黃海與東海以長(zhǎng)江入海口北岸到韓國(guó)濟(jì)州島作為劃界。為了在計(jì)算冬季流入黃海流量時(shí)包含濟(jì)州島北部海域，本研究以長(zhǎng)江入海口北岸至朝鮮半島南部為斷面（見(jiàn)圖8），計(jì)算了冬季通過(guò)該斷面流入黃海的平均流量，以該流量作為黃海暖流流量的參考指標(biāo)。由于近岸地形復(fù)雜，且易受到沿岸流的影響，因此未將斷面邊界延伸至岸線上。

圖8 斷面設(shè)置

我們計(jì)算了1982—2008年冬季流過(guò)該斷面的平均流量，并將其與冬季黃海表層9℃等溫線到達(dá)緯度做相關(guān)分析。結(jié)果表明兩者之間存在較好的負(fù)相關(guān)關(guān)系（見(jiàn)圖9），相關(guān)系數(shù)達(dá)到-0.51，且通過(guò)了α=0.05的顯著性檢驗(yàn)。這說(shuō)明冬季黃海暖流流量較大的年份，冬季黃海表層9℃等溫線所能到達(dá)的緯度反而較低。

為解釋造成這一現(xiàn)象的原因，我們利用數(shù)值模擬數(shù)據(jù)，計(jì)算了冬季1月的斷面流量。從斷面流量剖面圖可以看出（見(jiàn)圖10），在冬季風(fēng)作用下，表層流向?yàn)榱鞒鳇S海，底層則以補(bǔ)償流的形式流入黃海，形成黃海暖流。底層補(bǔ)償流流量越大則相應(yīng)的冬季風(fēng)越強(qiáng)，冬季風(fēng)驅(qū)使表層海水的流向與冬季表面暖水舌方向相反，阻礙了黃海表層9℃等溫線向北延伸，因此，冬季風(fēng)越強(qiáng)，底層補(bǔ)償流流量越大，黃海表層9℃等溫線向北延伸能夠到達(dá)的緯度就越小，呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系。

通過(guò)以上的分析，說(shuō)明用黃海冬季表層9℃等溫線向北延伸達(dá)到的最大緯度作為黃海暖流強(qiáng)弱的特征參數(shù)具有一定合理性，同時(shí)該參數(shù)也可作為黃海SST的特征參數(shù)用來(lái)對(duì)冷水團(tuán)與黃海SST進(jìn)行相關(guān)性分析，從而將黃海SST與底層海水活動(dòng)聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行分析。

4.4冷水團(tuán)與黃海SST相關(guān)性分析

通過(guò)前兩節(jié)的分析，我們確定了黃海冷水團(tuán)特征參數(shù)為夏季10℃等溫線包圍的面積，黃海SST特征參數(shù)為黃海冬季表層9℃等溫線到達(dá)緯度。

我們選取1月（冬季）和8月（夏季）兩個(gè)具有代表性的月份，對(duì)黃海SST和冷水團(tuán)特征參數(shù)做相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)兩者存在一定的負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)到-0.39，且通過(guò)了α=0.05的顯著性檢驗(yàn)。

圖9 冬季9℃等溫線到達(dá)緯度和冬季黃海暖流流量

同理，我們對(duì)夏季10℃等溫線包圍面積和前一年冬季表層9℃等溫線到達(dá)緯度做相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)兩者同樣存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，且相關(guān)程度更高，達(dá)到了-0.52，且通過(guò)了α=0.05的顯著性檢驗(yàn)。這說(shuō)明黃海冷水團(tuán)強(qiáng)弱與前一年冬季黃海暖流有關(guān)，因此，我們可以根據(jù)黃海SST中暖水舌的分布情況，在一定程度上判斷第二年夏季冷水團(tuán)面積大小。將兩者線性擬合得到線性變化關(guān)系，即：

圖10 斷面流量剖面圖（流入黃海為正）

圖11 1月黃海表層9℃等溫線到達(dá)緯度和8月10℃等溫線包圍面積

圖12 前1 a冬季9℃等溫線到達(dá)緯度和夏季10℃等溫線包圍面積

式中：y為第二年冷水團(tuán)面積，x為前一年冬季9℃等溫線到達(dá)緯度，a、b為待求擬合參數(shù)。用此方法求出的第二年冷水團(tuán)面積與模擬得到的冷水團(tuán)面積對(duì)比結(jié)果如圖13所示。

對(duì)比結(jié)果表明除個(gè)別年份外（如1992年和2007年），該方法預(yù)測(cè)得到的冷水團(tuán)面積與模擬得到的面積比較接近，采用平均偏差（Bias）和均方根誤差（Root Mean Square Error，RMSE）兩類(lèi)指標(biāo)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估：

圖13 預(yù)測(cè)冷水團(tuán)面積與模擬面積

式中：A和B分別為預(yù)測(cè)面積和模擬得到的面積，結(jié)果表明兩者平均偏差為-0.017×104m2，均方根誤差為1.25×104m2。以上結(jié)果表明借助前一年冬季9℃等溫線到達(dá)緯度能夠較好地預(yù)估第二年冷水團(tuán)強(qiáng)弱。

5 結(jié)論

本文基于NOAA提供的1982—2016年日平均OISST.V2數(shù)據(jù)、大面站觀測(cè)數(shù)據(jù)以及1982—2010年FVCOM數(shù)值模擬數(shù)據(jù)，在分析黃海冷水團(tuán)的年際變化規(guī)律以及黃海SST特征的基礎(chǔ)上，確定了黃海SST和冷水團(tuán)特征參數(shù)，采用相關(guān)分析的方法，探究黃海SST與冷水團(tuán)的相關(guān)關(guān)系，得出以下結(jié)論：

（1）黃海冷水團(tuán)8℃等溫線包圍面積年際變化幅度最大，9℃等溫線次之，10℃等溫線包圍面積年際變化幅度最小。北黃海冷水團(tuán)冷中心大小和位置均比南黃海冷水團(tuán)更穩(wěn)定。受地形限制，冷水團(tuán)冷中心雖然每年位置變化較大，但活動(dòng)范圍較為固定。

（2）通過(guò)數(shù)據(jù)分析，確定了黃海冷水團(tuán)特征參數(shù)為夏季10℃等溫線包圍的面積，黃海SST特征參數(shù)為黃海冬季表層9℃等溫線到達(dá)緯度。相關(guān)分析表明冬季9℃等溫線到達(dá)的緯度與黃海暖流流量和冷水團(tuán)面積之間均存在較好的相關(guān)關(guān)系，尤其是冷水團(tuán)與前一年冬季表層9℃等溫線到達(dá)緯度相關(guān)程度更高。使用線性擬合方法，利用前一年冬季表層9℃等溫線到達(dá)緯度計(jì)算第二年冷水團(tuán)面積，預(yù)測(cè)結(jié)果與模擬結(jié)果之間平均偏差為-0.017×104m，均方根誤差為1.25×104m。以上結(jié)果說(shuō)明冬季黃海SST不僅能夠反映黃海暖流的強(qiáng)弱，也能夠反映第二年夏季黃海冷水團(tuán)的強(qiáng)弱。