曾銀東，陳劍橋，李雪丁

（福建省海洋預(yù)報(bào)臺(tái)，福建福州 350003）

近十年廈門灣赤潮發(fā)生與熱帶氣旋的關(guān)系研究

曾銀東，陳劍橋，李雪丁

（福建省海洋預(yù)報(bào)臺(tái)，福建福州 350003）

利用2001—2010年歷史赤潮記錄、熱帶氣旋、500 hPa高空形勢(shì)、地面形勢(shì)以及逐日的氣溫、氣壓、相對(duì)濕度和風(fēng)速等資料，分析研究了近十年廈門灣赤潮發(fā)生與熱帶氣旋的關(guān)系。結(jié)果表明，在熱帶氣旋外圍暖舌的影響下，廈門灣往往會(huì)發(fā)生赤潮。熱帶氣旋誘發(fā)廈門灣赤潮的時(shí)間主要集中在6—8月，誘發(fā)赤潮的熱帶氣旋可歸納為南海西行型、臺(tái)灣島東部靠近型和南海東移北上型3類。其中熱帶氣旋南海西行型誘發(fā)廈門灣赤潮較多。

廈門灣；赤潮；熱帶氣旋；關(guān)系

1 引言

廈門灣位于福建東南沿海，系一個(gè)半封閉型的河口港灣，是福建省赤潮多發(fā)區(qū)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2001—2010年廈門灣發(fā)生赤潮47起，年均發(fā)生赤潮4.7起，占全省30%。目前赤潮發(fā)生機(jī)理尚不清楚，一般認(rèn)為具備藻類生物以及海水富營養(yǎng)化是赤潮發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)必要條件[1]，水文氣象條件的變化是誘發(fā)赤潮的重要原因[2-3]。在此理論下，當(dāng)海域滿足海水富營養(yǎng)化的條件下，可以探詢有利于赤潮發(fā)生的水文氣象條件來預(yù)報(bào)赤潮[4]，王詠亮（2005）[5]、張俊峰（2006）[6]等的研究結(jié)果表明，根據(jù)大氣環(huán)流形勢(shì)和水文氣象條件的變化趨勢(shì)預(yù)報(bào)赤潮是可行的。根據(jù)2003—2009年福建省海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)，廈門灣是一個(gè)污染較為嚴(yán)重的海域，主要污染物質(zhì)為無機(jī)氮、活性磷酸鹽和石油類，該海域常年處于水體富營養(yǎng)化狀態(tài)，具備赤潮發(fā)生的化學(xué)條件。

莊萬金（1991）[7]分析了廈門港赤潮發(fā)生區(qū)溶解氧的時(shí)空變化與赤潮生物和環(huán)境因子的關(guān)系，提出DO、COD、pH值可作為監(jiān)測(cè)、監(jiān)視和預(yù)報(bào)赤潮的一種重要手段。藍(lán)虹等（2004）[8]研究了廈門西海域一次中肋骨條藻赤潮與水文氣象關(guān)系，指出水文氣象的變化特征可用作廈門西海域赤潮預(yù)警預(yù)報(bào)指標(biāo)；吳立峰（2006）[9]研究了廈門同安灣硅藻赤潮與理化環(huán)境條件的關(guān)系，指出適宜的水溫和鹽度的變化可能是誘發(fā)硅藻赤潮的原因之一；陳國斌（2008）[10]對(duì)2006年廈門同安灣海域赤潮中赤潮生物及天氣進(jìn)行分析，首次指出臺(tái)風(fēng)對(duì)同安灣赤潮有明顯的影響；蘇靈江（2009）[11]分析了廈門海域血紅哈卡藻赤潮的環(huán)流形勢(shì)和水文氣象條件，提出在冬季向春季的轉(zhuǎn)換過渡期，回暖的天氣形勢(shì)對(duì)廈門海域冬季血紅哈卡藻赤潮的發(fā)生起著重要的作用。上述研究為廈門海域赤潮的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)提供了理論基礎(chǔ)，但以往研究多基于生物、化學(xué)、水文氣象和天氣特征分析，雖有提到臺(tái)風(fēng)對(duì)赤潮的影響，但至今沒有針對(duì)廈門灣赤潮與熱帶氣旋關(guān)系進(jìn)行研究。廈門灣赤潮的高發(fā)季節(jié)為夏季（6—8月份），占廈門灣赤潮發(fā)生總數(shù)的81%，該季節(jié)正是西北太平洋熱帶氣旋活動(dòng)最為頻繁的時(shí)期，筆者對(duì)近十年廈門灣赤潮與熱帶氣旋之間的關(guān)系進(jìn)行了初步分析。結(jié)果表明，當(dāng)熱帶氣旋外圍影響廈門灣，但并非正面襲擊時(shí)，在熱帶氣旋影響前后，廈門灣往往會(huì)有赤潮發(fā)生，十年間共發(fā)現(xiàn)16起赤潮，分屬12次過程，占到了廈門灣赤潮發(fā)生總數(shù)的34%，由此可見熱帶氣旋是誘發(fā)廈門灣赤潮的一個(gè)重要天氣系統(tǒng)。

某個(gè)海域受熱帶氣旋外圍低值系統(tǒng)影響時(shí)，除了造成該海域高溫以外，同時(shí)使該海域海平面產(chǎn)生減壓，造成該海區(qū)海平面產(chǎn)生上升[12]，從而帶動(dòng)水體上升，上升流將海底的藻種帶到海表面透光層，在其他條件具備時(shí)光合作用使藻種暴發(fā)性增殖而發(fā)生赤潮。

以此假設(shè)為出發(fā)點(diǎn)，本文利用NCEP的500 hPa高空環(huán)流形勢(shì)場(chǎng)、臺(tái)風(fēng)和廈門站氣象等資料，研究了熱帶氣旋誘發(fā)廈門灣赤潮的過程，為今后預(yù)報(bào)廈門灣赤潮的發(fā)生、消亡提供一些依據(jù)。

2 熱帶氣旋影響下廈門灣赤潮的基本特征分析

據(jù)2001—2010年廈門灣赤潮的歷史記錄，熱帶氣旋影響下廈門灣發(fā)生赤潮的個(gè)例有16起，分屬12個(gè)過程（見表 1），主要發(fā)生在6、7月份（占75%），其次是8月份（占19%）；赤潮影響最大面積200 km2，最小僅5 km2；赤潮持續(xù)時(shí)間較短，一般為1—5天，最長7天；赤潮優(yōu)勢(shì)藻種多為無毒的中肋骨條藻、角毛藻和硅藻，僅2003年6月3日在廈門西海域發(fā)生了一起有毒的米金裸甲藻赤潮；赤潮多發(fā)生在廈門西海域（11起），其次是廈門同安灣（4起），最后是廈門九龍江口（1起）。

3 赤潮發(fā)生的熱帶氣旋形勢(shì)場(chǎng)分析

綜合分析歷次赤潮暴發(fā)前天氣形勢(shì)演變、熱帶氣旋移動(dòng)路徑、廈門站氣象要素變化特征，利用熱帶氣旋路徑和NCEP再分析資料，將2001—2010年間誘發(fā)廈門灣赤潮的熱帶氣旋分成南海西行型、臺(tái)灣島東部靠近型和南海東移北上型三種類型。三種類型熱帶氣旋影響下，廈門站各氣象要素變化也各具明顯特征。

3.1 熱帶氣旋南海西行型

熱帶氣旋南海西行型在熱帶氣旋誘發(fā)廈門灣赤潮中占比重最大，是主要的天氣形勢(shì)，該型共誘發(fā)赤潮10起（6月5起，7月3起，8月2起），分屬8個(gè)天氣過程。該型的熱帶氣旋無論是在菲律賓以東洋面生成發(fā)展并穿過菲律賓進(jìn)入南海，還是在南海生成，都在南海中南部從東南向西北方向行進(jìn)，最后登錄海南、廣東和越南等地，尤其是當(dāng)熱帶氣旋移動(dòng)到西沙群島北面時(shí)（見圖1），廈門灣有赤潮發(fā)生。

該型赤潮暴發(fā)前期，高空500 hPa大氣環(huán)流形勢(shì)（見圖2a）為東亞沒有明顯大槽，貝加爾湖有暖脊，中緯度環(huán)流較為平直，副高呈強(qiáng)盛的帶狀，脊線處于28°N附近，西邊界伸入陸地，廈門處于熱帶氣旋外圍北部的低值區(qū)中；地面上（見圖2b）受海上高壓西南部和熱帶氣旋外圍影響，盛行偏南風(fēng)，氣壓梯度不大。由此可見，廈門地區(qū)高空受東南氣流控制、地面盛行東南風(fēng)時(shí)有利于赤潮醞釀。

表1 熱帶氣旋影響下廈門灣赤潮發(fā)生情況

圖1 南海西行熱帶氣旋路徑圖

圖2 熱帶氣旋南海西行型歷次赤潮暴發(fā)前三天天氣形勢(shì)平均場(chǎng)

西行型熱帶氣旋在南海西行后廈門灣發(fā)生赤潮的天氣形勢(shì)變化過程，與周遵春（2002）[13]分析的遼東灣夜光藻赤潮暴發(fā)的天氣現(xiàn)象類似。赤潮暴發(fā)前期海區(qū)受熱帶氣旋外圍暖舌影響氣溫呈上升趨勢(shì)，氣壓總體較低，溫度、濕度都較高，赤潮處于醞釀階段；熱帶氣旋西移后，廈門受副高近中心區(qū)域控制，氣壓升高，云量減少有一定光照，持續(xù)高溫，導(dǎo)致赤潮暴發(fā)（見圖3）。

我們還注意到，這類誘發(fā)赤潮暴發(fā)的熱帶氣旋往往經(jīng)20°N以南的西沙附近海域，其中心離廈門海域約10個(gè)緯距。也就是說廈門海域處于熱帶氣旋外圍7級(jí)大風(fēng)圈以外的海域，由于風(fēng)力較小而利于赤潮的醞釀。

圖3 2003年8月18—25日廈門地區(qū)氣象要素變化趨勢(shì)

3.2 熱帶氣旋臺(tái)灣島東部靠近型

熱帶氣旋臺(tái)灣島東部靠近型是熱帶氣旋誘發(fā)廈門灣赤潮的第二種主要天氣形勢(shì)，共誘發(fā)廈門灣赤潮5起（4月1起，7月3起，8月1起），分屬5個(gè)天氣過程。該型的熱帶氣旋在菲律賓東部或臺(tái)灣島東南部生成后，從東南向臺(tái)灣島靠近，之后登陸臺(tái)灣島繼續(xù)西北行或轉(zhuǎn)向北上，在熱帶氣旋移動(dòng)至臺(tái)灣島東面海域（見圖4），但尚未正面影響廈門灣時(shí)，廈門灣有赤潮發(fā)生。

圖4 熱帶氣旋臺(tái)灣島東部靠近型路徑圖

該型赤潮暴發(fā)前期，高空500 hPa大氣環(huán)流形勢(shì)（見圖5a）為東北地區(qū)有弱槽，貝加爾湖有弱脊，西南地區(qū)有淺槽，副高為條帶狀，588線西緣呈舌狀伸入內(nèi)陸，面積較小，僅覆蓋廈門區(qū)域，熱帶氣旋在副高南側(cè)東南氣流引導(dǎo)向廈門靠近；對(duì)應(yīng)地面（見圖5b），廈門處于弱高壓控制，與菲律賓近海氣旋、南海氣旋和江淮氣旋均有一定的距離。由此可見，高空受弱副高控制地面無明顯系統(tǒng)影響是臺(tái)灣島東部靠近型赤潮醞釀初期的主要形勢(shì)。

廈門地區(qū)氣象要素變化特征為氣溫呈上升趨勢(shì)，濕度偏高，氣壓持續(xù)降低，風(fēng)速較小（見圖6）。該型赤潮醞釀期的特點(diǎn)與南海西行型類似，但具有比后者氣溫更高，濕度更大，氣壓更低及風(fēng)速更小等特點(diǎn)。

圖5 熱帶氣旋臺(tái)灣島東部靠近型歷次赤潮暴發(fā)前三天天氣形勢(shì)平均場(chǎng)

此類型赤潮是在熱帶氣旋正面向廈門灣靠近之前，氣壓持續(xù)降低的過程中暴發(fā)，當(dāng)熱帶氣旋臨近時(shí)，水體受大風(fēng)大浪的擾動(dòng)，赤潮消退，因此該型赤潮醞釀時(shí)間短，持續(xù)時(shí)間也短。

3.3 熱帶氣旋南海東移北上型

熱帶氣旋在南海東移北上型在近十年共誘發(fā)廈門灣赤潮1起（發(fā)生在6月份）。該型的熱帶氣旋在南海東北部生成，之后向東北方向行進(jìn)，在移行至臺(tái)灣島東部時(shí)，廈門灣有赤潮發(fā)生（見圖7）。

圖6 2005年8月24—31日廈門地區(qū)氣象要素變化趨勢(shì)圖

圖7 南海西行熱帶氣旋路徑圖

圖8 熱帶氣旋南海東移北上型赤潮暴發(fā)前三天天氣形勢(shì)平均場(chǎng)

該型赤潮暴發(fā)前期，高空500 hPa大氣環(huán)流形勢(shì)（見圖8a）中高緯度為穩(wěn)定的一槽一脊，貝加爾湖蒙古地區(qū)為高壓脊，東亞大槽已經(jīng)移入日本海；副高尚未開始北抬，主體位于菲律賓東南部，南海氣旋位于副高西北側(cè)；廈門處于槽后和脊前的位置，無冷空氣活動(dòng)。對(duì)應(yīng)地面（見圖8b），廈門處于南海氣旋西北側(cè)外圍，氣流東到東北向。

廈門地區(qū)氣象要素變化特征為，前期廈門沿海受熱帶氣旋外圍低壓區(qū)影響，氣溫偏高，氣壓較低、風(fēng)向東北偏東、風(fēng)力不大，有利于赤潮的醞釀和發(fā)展；待熱帶氣旋向東北方向遠(yuǎn)離廈門地區(qū)靠近臺(tái)灣島東部海域過程中，氣溫下降，氣壓升高，廈門赤潮暴發(fā)。該型引起氣壓、氣溫要素變化與熱帶氣旋臺(tái)灣東部靠近型的特征完全相反，氣壓較低呈上升趨勢(shì)、氣溫下降。

圖9 2003年5月28日—6月3日廈門地區(qū)氣象要素變化趨勢(shì)

綜合分析，當(dāng)廈門海域受到上述路徑熱帶氣旋外圍低壓區(qū)影響時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)氣壓低、溫度高、濕度大的天氣現(xiàn)象，有利于赤潮的醞釀和發(fā)展，而其后的時(shí)段內(nèi)沒有出現(xiàn)破壞水體穩(wěn)定性的天氣形勢(shì)，廈門海域都往往會(huì)發(fā)生赤潮。但三種天氣形勢(shì)場(chǎng)誘發(fā)廈門灣赤潮的天氣要素變化各有差異，表2是氣象要素統(tǒng)計(jì)情況。從表中可以看出，一型赤潮暴發(fā)前廈門地區(qū)氣溫呈“√”型先降后升趨勢(shì)，最低氣溫25.3℃，最高氣溫30.0℃；氣壓也呈“√”型變化，最低氣壓991.0 hPa，最高氣壓998.6 hPa；濕度偏大，在70%以上；風(fēng)速較小，平均為2.5 m/s，風(fēng)向偏南。二型赤潮暴發(fā)前期廈門地區(qū)氣溫呈“∕”型為上升趨勢(shì)，最低氣溫24.3℃，最高氣溫28.8℃；而氣壓呈“”型為下降趨勢(shì)，最低氣壓985.5 hPa，最高氣壓995.3 hPa；濕度偏大，大于73%；風(fēng)速較小，平均為2.0 m/s。三型赤潮暴發(fā)前期廈門地區(qū)氣溫呈“”型為下降趨勢(shì)，最低氣溫23.5℃，最高氣溫25.4℃；而氣壓呈“∕”型為上升趨勢(shì)，最低氣壓990.5 hPa，最高氣壓992.5 hPa；濕度較小，最低為58%；風(fēng)速較小，平均為2.4 m/s。

表2 3種天氣形勢(shì)下赤潮暴發(fā)前期廈門地區(qū)氣象要素統(tǒng)計(jì)情況

4 小結(jié)

熱帶氣旋是影響廈門灣赤潮發(fā)生的重要天氣系統(tǒng)，其對(duì)誘發(fā)赤潮的時(shí)間主要集中在6—8月，可以歸納為3類：一是熱帶氣旋南海西行型，當(dāng)熱帶氣旋西行（不經(jīng)過呂宋海峽）至20°N以南西沙以北的洋面時(shí)，廈門往往有赤潮醞釀發(fā)展，而當(dāng)它進(jìn)入北部灣或在廣東、海南、越南登錄前后，廈門灣赤潮暴發(fā)，該類型赤潮往往發(fā)生在春末夏初的4—6月份；二是熱帶氣旋臺(tái)灣島東部靠近型，當(dāng)氣旋從菲律賓東部海域行進(jìn)至臺(tái)灣島東部時(shí)，廈門灣赤潮醞釀發(fā)生，而當(dāng)熱帶氣旋登陸臺(tái)灣后赤潮消散，此類型赤潮主要發(fā)生在夏季7月中旬至8月底，春末季節(jié)也有發(fā)生；三是熱帶氣旋臺(tái)灣以東海面轉(zhuǎn)向北上型，當(dāng)熱帶氣旋從巴士海峽附近向東北移至臺(tái)灣島東部的過程中，廈門灣往往出現(xiàn)赤潮，此類型赤潮往往發(fā)生在夏初的6月份。其中熱帶氣旋南海西行型誘發(fā)廈門灣赤潮較多。

總之，當(dāng)廈門海域受到熱帶氣旋外圍低壓區(qū)影響時(shí)，造成廈門海域氣壓低、溫度高、濕度大，有利于赤潮的醞釀和發(fā)展；而其后的時(shí)段內(nèi)沒有出現(xiàn)破壞水體穩(wěn)定性的天氣形勢(shì)，廈門海域都往往發(fā)生赤潮。

[1]韓秀榮,王修林,孫霞等.東海近海海域營養(yǎng)鹽分布特征及其與赤潮發(fā)生關(guān)系的初步研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2003,14(7):1071-1075.

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Study on the relationship between red tides and tropical cyclones at the Xiamen Bay

ZENG Yin-dong，CHEN Jian-qiao，LI Xue-ding

(Fujian Marine Forecasts,Fuzhou Fujian 350003 China)

Based on the data collected of the red tide,tropical cyclones,500hPa Height,surface pressure,temperature,pressure,relative humidity and wind speed from year 2001 to year 2010,the influence of tropical cyclone on red tide is analyzed at the Xiamen Bay.It showed that the red tide always occurred when the outer circulation warm tongue of tropical cyclone influenced the Xiamen Bay.It was found that the red tide always occurred in June,July and Agust.Three typical synoptic patterns of tropical cyclone may triggered the red tide:the Tropical-Cyclone-Moving-Westward type,the Tropical-Cyclone-Close-To-East-Taiwan-Island type and the Tropical-Cyclone-Moving-Northward-In-South-China-Sea type,whereas the Tropical-Cyclone-Moving-Westward type is the most important synoptic situation.

Xiamen Bay;red tide;tropical cyclone;relationship

X55

A

1003-0239（2011）04-0023-07

2011-05-11

國家“863”計(jì)劃資助項(xiàng)目（2006AA09A302）

曾銀東（1978-）,男，工程師，主要從事海洋預(yù)報(bào)工作。E-mail：zydzyd100@163.com