劉旺 胡松,2,3

(1上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院,上海 201306; 2國(guó)家遠(yuǎn)洋漁業(yè)工程技術(shù)研究中心,上海 201306;3河口海洋測(cè)繪工程技術(shù)研究中心,上海 201306)

0 引言

南喬治亞島(South Georgia Islands)位于南大洋南極半島東北側(cè)(圖1),位于南緯 54°15′—54°55′、西經(jīng) 36°45′—38°05′,與福克蘭群島距離 1 300 km,與南極半島距離 1 400 km,屬寒冷海洋性氣候,常年低溫潮濕。南喬治亞島海域是南極磷蝦漁業(yè)的主要漁場(chǎng)之一,大風(fēng)是影響該區(qū)域的主要天氣現(xiàn)象。大風(fēng)和大浪經(jīng)常導(dǎo)致該區(qū)域航運(yùn)中斷,漁業(yè)、旅游業(yè)等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)受損,更嚴(yán)重甚至導(dǎo)致船只沉沒(méi)和人員傷亡。

隨著對(duì)海洋資源的重視,近年來(lái)我國(guó)積極參與開(kāi)發(fā)南極海洋生物資源。朱建鋼等[1]對(duì)南極資源開(kāi)發(fā)及其利用前景進(jìn)行了分析,磷蝦是南大洋最大的生物資源; 黃洪亮等[2]對(duì)南極磷蝦漁業(yè)的近況和趨勢(shì)進(jìn)行了分析,研究表明南極磷蝦開(kāi)發(fā)潛力巨大。每年冬季我國(guó)都有多艘大型漁船前往該海域捕撈磷蝦,因此,加強(qiáng)該區(qū)域大風(fēng)天氣的研究,對(duì)于幫助我國(guó)有效地在該海域捕撈及安全生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。

自20世紀(jì)80年代我國(guó)在南極建立第一個(gè)科學(xué)考察站長(zhǎng)城站以來(lái),我國(guó)大部分研究工作的區(qū)域主要集中在南極長(zhǎng)城站、中山站等區(qū)域[3-9]。關(guān)于大風(fēng)天氣的研究,楊清華等[8]分析了造成長(zhǎng)城站大風(fēng)的天氣類(lèi)型; 胡勝利等[9]分析了造成中山站大風(fēng)的天氣類(lèi)型; 張永萍等[10]對(duì)南極半島及附近地區(qū)大風(fēng)天氣給出了預(yù)報(bào)思路。對(duì)于氣旋特征的研究,王景毅等[11]對(duì)南大洋夏季爆發(fā)性氣旋進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)了極區(qū)氣旋的準(zhǔn)周期性活動(dòng)特征;劉娜等[12]統(tǒng)計(jì)了南大洋夏季氣旋的位置和路徑等特征; 解思敏等[13]對(duì)南極普里茲灣氣旋的發(fā)展與消亡進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)氣旋也能在灣內(nèi)東風(fēng)帶里生成; 陳善梅等[14]對(duì)西南極地區(qū)極地氣旋的路徑做了統(tǒng)計(jì),認(rèn)為氣旋的移速與路徑有關(guān); 國(guó)外,Carrasco等[15]對(duì)南極半島附近的中尺度氣旋活動(dòng)進(jìn)行了研究。也有人研究了南極繞極流區(qū)中尺度渦旋現(xiàn)象,史久新等[16]發(fā)現(xiàn)中尺度渦旋會(huì)影響德雷克海峽與布蘭斯菲爾德海峽之間的水交換。張文霞等[17]認(rèn)為南極繞極流區(qū)中尺度渦的年際變化與風(fēng)應(yīng)力變化和等密面傾斜程度變化有關(guān)。雖然我國(guó)對(duì)南喬治亞島海域漁業(yè)作業(yè)氣象保障存在需求,但是國(guó)內(nèi)對(duì)該區(qū)域的天氣研究較少,尤其對(duì)經(jīng)常出現(xiàn)的大風(fēng)現(xiàn)象研究較少,并且缺乏海上觀測(cè)資料。本文根據(jù)作者在2016年冬季跟隨磷蝦探捕船連續(xù)作業(yè)期間的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù),結(jié)合巴西海軍水文中心提供的地面天氣圖資料和美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心(NCEP)FNL數(shù)據(jù),分析歸納了影響捕撈作業(yè)的大風(fēng)及降雪等天氣過(guò)程規(guī)律,期望為該海域的漁業(yè)氣象保障提供參考。

圖1 南喬治亞島作業(yè)區(qū)地理位置Fig.1.Location of South Georgia Island

1 資料和方法

1.1 資料來(lái)源

資料來(lái)源包括:(1)巴西海軍水文中心每日世界時(shí)(UTC)00:00、12:00提供的地面天氣圖;(2)2016年6—8月第一作者在南喬治亞島海域作業(yè)期間,利用 Kestrel 4000手持風(fēng)速儀測(cè)得世界時(shí)每日00:00,06:00,12:00,18:00的平均風(fēng)速、風(fēng)向、海面氣壓、相對(duì)濕度、氣溫等實(shí)測(cè)資料;(3)觀察員目測(cè)海況數(shù)據(jù),主要包括當(dāng)時(shí)天氣現(xiàn)象、云量、能見(jiàn)度、風(fēng)浪及涌浪波高;(4)航海和漁撈日志的天氣記錄,主要包括能見(jiàn)度、海面氣壓、氣溫、風(fēng)向、風(fēng)力、浪級(jí)、海水表層溫度等;(5)雷達(dá)探測(cè)的冰山數(shù)據(jù);(6)美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心FNL分析數(shù)據(jù)。

Kestrel 4000手持風(fēng)速儀是美國(guó)生產(chǎn)的一種高精度、耐用的小型儀器,它可以同時(shí)測(cè)量當(dāng)前風(fēng)速、最大風(fēng)速、平均風(fēng)速、海面氣壓、相對(duì)濕度、氣溫等氣象要素,風(fēng)速的測(cè)量范圍為 0.4—40 m·s–1,精度為±3%,分辨率為 0.1 m·s–1,足以測(cè)量出大風(fēng)期間的風(fēng)速。

1.2 影響剔除法

觀測(cè)在正點(diǎn)前15 min內(nèi)進(jìn)行,風(fēng)的觀測(cè)選擇在船上四周無(wú)障礙、不擋風(fēng)處,在迎風(fēng)面,測(cè)量2 min內(nèi)的平均風(fēng)速,結(jié)合當(dāng)時(shí)船舶航速航向,一般船速都是以1 m·s–1左右的速度航行,真風(fēng)的求取必須依照測(cè)風(fēng)儀給出的相對(duì)風(fēng)速和風(fēng)向以及船速和船向,剔除船速船向的影響,利用矢量三角形法算出真實(shí)風(fēng)速、風(fēng)向。當(dāng)發(fā)生持續(xù)大風(fēng)時(shí),漁船往往會(huì)前往離島較近的區(qū)域,所以避風(fēng)和轉(zhuǎn)載期間缺測(cè)數(shù)據(jù)和有誤數(shù)據(jù)予以剔除。劉慧等[18]對(duì)船測(cè)資料與智利外海 QuikSCAT風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行了比較,雖然實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)受到船體等因素的影響,但是足以描述大風(fēng)天氣的基本過(guò)程。海況主要采用人工目測(cè)記錄。風(fēng)浪、涌浪分別觀測(cè),根據(jù)海況等級(jí)表,對(duì)挑選出較遠(yuǎn)處的3—5個(gè)顯著大波,求這些大波波高的平均值,根據(jù)道氏浪級(jí)表,估計(jì)出當(dāng)時(shí)的浪級(jí)。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣象要素特征分析

2016年6月18日—2016年9月4日,在南喬治亞島區(qū)域海上作業(yè)期間,共觀測(cè)到對(duì)捕撈作業(yè)影響較大(平均風(fēng)速＞8級(jí))的大風(fēng)日數(shù)為23 d,占到總觀測(cè)日數(shù)的 30%。圖2中散點(diǎn)為 00:00、06:00、12:00、18:00 UTC的船測(cè)數(shù)據(jù),包括氣壓、風(fēng)速、氣溫。將避風(fēng)和轉(zhuǎn)載期間誤差較大的部分?jǐn)?shù)據(jù)剔除后,共有有效數(shù)據(jù)219組。圖2中實(shí)線為從FNL數(shù)據(jù)中提取的最近點(diǎn)連續(xù)分析資料,共310組數(shù)據(jù)。陰影部分所示為大風(fēng)期,圖2a觀測(cè)的氣壓值與FNL分析資料變化較一致,最高氣壓為1 032.7 hPa,最低氣壓為961.4 hPa。一般情況下,一段時(shí)間內(nèi)變壓較大,往往出現(xiàn)大風(fēng)天氣,由圖2a可以看出7月3日—7月7日發(fā)生的大風(fēng)天氣氣壓降低較為明顯,7月4日00:00氣壓為1 005.1 hPa,7月4日18:00氣壓下降到971.9 hPa,平均每小時(shí)下降為2 hPa,對(duì)7次持續(xù)時(shí)間超過(guò)24 h的大風(fēng)期間統(tǒng)計(jì)表明,其中有 6次變壓超過(guò)了20 hPa。圖2b表明南喬治亞島這段時(shí)期內(nèi)觀測(cè)到最大平均風(fēng)速為 27 m·s–1,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)資料對(duì)2016年南喬治亞島海域捕撈作業(yè)影響較大的8級(jí)以上大風(fēng)天氣一共有12次,其中5次影響小于24 h,4次影響持續(xù)48 h左右,3次影響超過(guò)72 h。圖2c中溫度的變化范圍為–8.4—5.6℃,7月3日18:00氣溫為1℃,大風(fēng)至7月7日減弱,8日18:00溫度下降到–8.4℃,盛行西南風(fēng),給南喬治亞島帶來(lái)明顯的降溫,圖中可以看出大多數(shù)情況下大風(fēng)會(huì)帶來(lái)降溫,但并不是每一次降溫都伴隨著大風(fēng)天氣,往往是大風(fēng)過(guò)后極地冷空氣北移,給該區(qū)域帶來(lái)降溫。如7月7日18:00氣溫–2.1℃,18 h后,氣溫下降到–7.8℃,此時(shí)風(fēng)力雖然只有 6級(jí)左右,但由于盛行西南氣流,給該地區(qū)帶來(lái)明顯的降溫。

圖2 2016年冬季南喬治亞島氣象要素變化.a)海面氣壓,b)平均風(fēng)速,c)氣溫Fig.2.Variation of meteorological elements near South Georgia Island in winter 2016.a)sea surface air pressure,b)wind speed,c)air temperature

2.2 大風(fēng)天氣形勢(shì)分類(lèi)

圖2的數(shù)據(jù)對(duì)比說(shuō)明FNL分析資料比較能夠真實(shí)反應(yīng)當(dāng)?shù)氐囊恍┗咎鞖庾兓卣?例如大風(fēng)發(fā)生的起始時(shí)間、持續(xù)時(shí)間。下面結(jié)合巴西海軍水文中心的地面天氣圖(圖略)以及實(shí)測(cè)資料對(duì)2016年冬季漁船作業(yè)影響較大的 12次大風(fēng)過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)其主要規(guī)律。

統(tǒng)計(jì)表明,觀測(cè)期間大風(fēng)天數(shù)占總天數(shù)的33%。根據(jù)出現(xiàn)大風(fēng)的天氣形勢(shì),可簡(jiǎn)單地將南喬治亞島的大風(fēng)天氣過(guò)程分成兩大類(lèi),即“單一氣旋型”和“高低壓共同作用型”,前者是由單個(gè)氣旋直接導(dǎo)致南喬治亞島大風(fēng)天氣過(guò)程,后者指由于高壓和氣旋之間密集的氣壓梯度導(dǎo)致南喬治亞島大風(fēng)的天氣過(guò)程,主要是由氣旋和南大西洋高壓、南大西洋高壓脊、南美大陸高壓共同作用形成的。

表1給出了2016年各類(lèi)大風(fēng)天氣過(guò)程的主要特征?！氨备吣系托汀钡某霈F(xiàn)頻數(shù)最多,占58.3%;“西高東低型”次之,占 25%; “單一氣旋型”發(fā)生的概率較小,占 16.7%。平均持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的是“北高南低型”,為 63 h; 平均持續(xù)時(shí)間最短的是“西高東低型”,為10 h左右; 各類(lèi)大風(fēng)都有其特征風(fēng)向。

表1 2016年南喬治亞島大風(fēng)天氣過(guò)程特征分析Table 1.Analysis of the characteristics of the gales near South Georgia Island in 2016

2.3 大風(fēng)天氣過(guò)程分析

氣旋是造成南喬治亞島大風(fēng)天氣的主要天氣系統(tǒng),本次研究期間所有的大風(fēng)天氣都是由氣旋直接或間接造成的,根據(jù)FNL數(shù)據(jù),對(duì)觀測(cè)期間單一氣旋型、北高南低型、西高東低型的典型過(guò)程進(jìn)行分析。

2.3.1 單一氣旋型

由于沒(méi)有大陸安第斯山脈阻擋,德雷克海峽與南極半島是氣旋活動(dòng)最活躍區(qū),氣旋常常經(jīng)過(guò)別林斯高晉海穿過(guò)南極半島,隨后根據(jù)移動(dòng)方向不同可分為三路。第一路由于西風(fēng)帶中氣流比較平直,氣旋在東移過(guò)程中,沒(méi)有受到天氣系統(tǒng)阻擋,極地氣旋自西向東移動(dòng); 第二路是受南極大陸冷高壓脊影響,轉(zhuǎn)向東北移動(dòng),對(duì)南喬治亞島影響較大; 第三路受到(南美大陸)副熱帶高壓脊南伸影響,氣旋向東南方向移動(dòng)。第一路和第二路氣旋往往是影響南喬治亞島的主要?dú)庑?這類(lèi)氣旋往往持續(xù)時(shí)間較短,但強(qiáng)度大。第三路氣旋單獨(dú)影響較小,它往往會(huì)與威德?tīng)柡Ｉ系臍庑啻魏喜⒑蠹由?易形成北高南低的天氣形勢(shì),副熱帶高壓與強(qiáng)低壓氣旋之間形成很強(qiáng)的氣壓梯度,造成南喬治亞島大風(fēng)天氣,這類(lèi)替換氣旋往往持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),強(qiáng)度更大。

上述三路氣旋主要是由極地氣旋造成,還有一種大風(fēng)天氣由生成于中緯度地區(qū)的溫帶氣旋造成,通常向東南或向東方向移動(dòng),中心氣壓逐漸減小,帶來(lái)大雪天氣,移速較快,大風(fēng)較急,持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)。圖3為單一氣旋類(lèi)型的典型例子,可以明顯看出6月28日12:00氣旋中心位于58°S、26°W附近。氣旋向東北方向移動(dòng),并未發(fā)生停滯或者與其他氣旋合并或替換,12 h后,氣旋中心位于 57°S、8°W 附近。圖3a南喬治亞島受單一氣旋影響帶來(lái)大風(fēng)天氣,圖3b南喬治亞島受高壓控制,晴好天氣,這類(lèi)大風(fēng)持續(xù)時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng),一般在24 h左右,很少超過(guò)48 h。

2.3.2 北高南低型

北高南低型通常為北面高壓和南面多個(gè)低壓氣旋相互作用,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。一個(gè)發(fā)展成熟的氣旋,后面再跟著一個(gè)初生氣旋,形成氣旋族。高壓底部、低壓頂部等壓線密集,南北之間氣壓梯度加大。北高通常為南大西洋副熱帶高壓或南美大陸高壓,南低通常為威德?tīng)柡８浇霈F(xiàn)的多個(gè)氣旋停滯打轉(zhuǎn)同時(shí)強(qiáng)度加強(qiáng),一個(gè)氣旋接著一個(gè)氣旋,不停地發(fā)生替換,因此,北高南低的天氣形勢(shì)隨著氣旋的位置發(fā)生著交替變化。與單一氣旋型相比,此類(lèi)大風(fēng)特點(diǎn)為持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),通?？蛇_(dá)3 d以上,風(fēng)速較大。圖4所示為典型北高南低型的天氣形勢(shì)。8月9日,如圖4a所示,南喬治亞島西南部為低壓,東北部為高壓,氣旋中心位于 58°S、50°W 附近,隨著氣旋向東移動(dòng); 8月10日,圖4b所示,南喬治亞島南部為高壓,北部為低壓,氣旋中心位于 68°S、33°W附近; 8月11日,圖4c所示,南喬治亞島西北部為高壓,東南部低壓氣旋中心位于 65°S、33°W附近。由上可見(jiàn),8月9—11日連續(xù)3 d均為大風(fēng)天氣。8月 12日,圖4d所示,南喬治亞島海域風(fēng)速較小,大風(fēng)過(guò)程結(jié)束,南喬治亞島處于鞍型場(chǎng)內(nèi),這類(lèi)大風(fēng)天氣一般會(huì)超過(guò)48 h,超過(guò)72 h也較為普遍。在這種情況下,由于大風(fēng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),漁船通常無(wú)法作業(yè)。

圖3 不同時(shí)刻的地面天氣圖.a)2016年6月28日12:00 UTC; b)2016年6月29日00:00 UTC;Fig.3.Ground weather maps at different time.a)12:00 UTC June 28,2016; b)00:00 UTC June 29,2016

圖4 不同時(shí)刻的地面天氣圖.a)2016年8月9日12:00 UTC; b)2016年8月10日12:00 UTC; c)2016年8月11日12:00 UTC; d)2016年8月12日12:00 UTCFig.4.Ground weather maps at different time.a)12:00 UTC August 9,2016; b)12:00 UTC August 10,2016; c)12:00 UTC August 11,2016; d)12:00 UTC August 12,2016

2.3.3 西高東低型

這類(lèi)大風(fēng)天氣往往是南美大陸受閉合高壓或高壓脊控制,南喬治亞島西部受閉合高壓控制,東部受一個(gè)或多個(gè)低壓控制,東西兩側(cè)形成密集的氣壓梯度。圖5a是南喬治亞島海域大風(fēng)發(fā)生前的地面氣壓場(chǎng),南喬治亞島處于鞍型場(chǎng)中心區(qū)域,此時(shí)出現(xiàn)持續(xù)性降雪; 圖5b所示為南喬治亞島海域大風(fēng)發(fā)生期間的地面氣壓場(chǎng),可見(jiàn)鞍型場(chǎng)東移,高壓脊東偏,低壓中心位于45°S、15°W附近,南喬治亞島處于密集的等壓線之間,東南風(fēng)較大,此時(shí)風(fēng)浪和涌浪較大,且方向與常年平均態(tài)不同,這種天氣形勢(shì)往往對(duì)作業(yè)漁船危害較大。根據(jù)觀測(cè)記錄,7月15日浪級(jí)達(dá)到5—6級(jí),浪涌方向?yàn)闁|南方向,當(dāng)時(shí)作業(yè)區(qū)域位于南喬治亞島東側(cè),由于沒(méi)有島的地形遮擋,漁船只能提前做好迎抗準(zhǔn)備,對(duì)作業(yè)的影響較大。

圖5 不同時(shí)刻的地面天氣圖.a)大風(fēng)發(fā)生前(2016年7月15日12:00 UTC); b)大風(fēng)發(fā)生時(shí)(2016年7月16日12:00 UTC)Fig.5.Ground weather maps at different time.a) before strong winds(12:00 UTC July 15,2016); b) strong winds period(12:00 UTC July 16,2016)

3 討論

南喬治亞島海域是南極磷蝦漁業(yè)的主要漁場(chǎng)之一,也是目前我國(guó)和世界上磷蝦捕撈國(guó)冬季捕撈的主要區(qū)域,因此分析研究南喬治亞島海域冬季大風(fēng)天氣非常必要。本文基于2016年6—9月我國(guó)南極磷蝦探捕航次觀察員在南喬治亞島海域獲取的氣象觀測(cè)資料,并結(jié)合地面天氣圖資料和FNL資料,系統(tǒng)研究了南喬治亞島海域冬季大風(fēng)的特征,歸納造成大風(fēng)的天氣形勢(shì),并分析這些天氣形勢(shì)對(duì)漁船作業(yè)造成的影響,對(duì)于指導(dǎo)海上作業(yè)安全有一定的參考價(jià)值。

大風(fēng)研究的重要內(nèi)容包括大風(fēng)的變化規(guī)律、形成原因、風(fēng)力強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。本文的對(duì)比分析研究表明,FNL資料與實(shí)測(cè)資料氣壓變化最為一致(圖2a),平均偏差為1.78 hPa,FNL資料與實(shí)測(cè)資料氣溫變化較為一致,平均偏差為 1.26℃,FNL資料與實(shí)測(cè)資料風(fēng)速變化有一定偏差,平均偏差為–3.08 m·s–1,雖然實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)剔除了船速船向等影響,還是會(huì)受到船體等因素(如遮擋、船體溫度)的影響,使氣壓和氣溫偏大,風(fēng)速偏小,但是船測(cè)資料足以描述大風(fēng)天氣的基本過(guò)程、強(qiáng)度變化及持續(xù)時(shí)間。

根據(jù)實(shí)時(shí)觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì),南喬治亞島海域海表面溫度平均為 3.39℃,變化范圍為 2.4—4.2℃,變化幅度為 1.8℃; 氣溫的平均溫度為–0.76℃,變化范圍為–8.4—5.6℃,變化幅度為 14℃; 氣壓平均為999.74 hPa,變化范圍為963.4—1 032.7 hPa,變化幅度為71.3 hPa。這表明冬季南喬治亞島海表面溫度變化較小,漁船不會(huì)受到海冰凍結(jié)影響,海上氣溫也基本在可作業(yè)區(qū)間內(nèi); 從觀測(cè)氣壓的較大變幅可以看出氣旋過(guò)境前后氣壓的下降與回升,由于影響氣旋都為中尺度氣旋,結(jié)合地面天氣圖分析表明,南喬治亞島海域處于氣旋的頂部、底部、前部、后部的位置差異會(huì)影響大風(fēng)的強(qiáng)度和方向,當(dāng)處于氣旋的低后部時(shí),往往對(duì)漁船影響較大,所以觀察員在根據(jù)地面天氣圖預(yù)報(bào)大風(fēng)時(shí)也要重點(diǎn)關(guān)注南喬治亞島所處氣旋的位置。

通過(guò)對(duì)2016年6—9月期間地面天氣圖逐一分析可知,冬季的大風(fēng)天氣主要受氣旋影響,強(qiáng)副熱帶高壓、南美大陸高壓及副熱帶高壓脊線南伸與低壓氣旋相互作用會(huì)產(chǎn)生不同類(lèi)型的大風(fēng)天氣(表1),這與張永萍等[10]對(duì)南極半島的分析基本一致,但不同之處在于南極半島還受到極地高壓的強(qiáng)烈影響,而南喬治亞島是否受到極地高壓的直接影響尚不清楚。當(dāng)副熱帶高壓北抬,由于沒(méi)有高壓系統(tǒng)阻擋,容易形成單一氣旋型天氣形勢(shì)(圖3a); 當(dāng)強(qiáng)副熱帶高壓與氣旋形成北高南低型天氣形勢(shì),氣旋中心可降到950 hPa以下(圖4b);當(dāng)南美大陸高壓和副熱帶高壓南伸時(shí)容易形成西高東低型天氣形勢(shì)(圖5b),持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。本文僅僅是從地面天氣圖著手,還存在一定的局限性,今后有必要根據(jù)不同的高度場(chǎng)、氣壓場(chǎng)和濕度場(chǎng)的合成天氣圖分析研究,了解該海域高低空環(huán)流形勢(shì)場(chǎng)演變特征,還需要結(jié)合數(shù)值預(yù)報(bào)模式模擬更多的天氣過(guò)程,了解氣旋、氣旋與冷空氣配合過(guò)程大風(fēng)分布的一些共性。

在這里重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)一下對(duì)南喬治亞島冬季影響較大的西高東低型大風(fēng)天氣,地面天氣圖分析表明,在南極半島和德雷克海峽經(jīng)常由南極高壓北伸與東南太平洋高壓脊南伸合并而成的副極地高壓控制,或者南美大陸高壓南伸與南極半島連成一片(圖5),最高氣壓達(dá)到1 025 hPa以上,德雷克海峽以東被深厚的低壓氣旋控制。隨著高低壓場(chǎng)東移,南喬治亞島處于西高東低型這種氣壓場(chǎng)中間的東南氣流中,瞬時(shí)風(fēng)速達(dá)到 8級(jí)以上,這是冬季南喬治亞島出現(xiàn)東南大風(fēng)原因所在。此時(shí)浪級(jí)達(dá)到5—6級(jí),由于浪的方向突變與常年平均態(tài)不同,作業(yè)區(qū)域失去島的地形遮擋,雖然持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng),但是對(duì)漁船影響較大,應(yīng)提前做好迎抗的準(zhǔn)備。

在本次觀測(cè)期間,發(fā)現(xiàn)南高北低型和西高東低型這兩種天氣形勢(shì)下南喬治亞島海域容易形成鞍型場(chǎng)(圖5a、圖4d),有利于生成大霧。實(shí)時(shí)觀測(cè)表明,7月14日12:00,南喬治亞島處于鞍型場(chǎng)中,此時(shí)氣壓為 1 013.7 hPa,風(fēng)速 6 m·s–1,同時(shí)伴隨著大霧和強(qiáng)降雪; 7月15日12:00(圖5a),南喬治亞島仍處于鞍型場(chǎng)中,能見(jiàn)度較低,空中云量較多,相對(duì)濕度較大,風(fēng)速 8 m·s–1,伴隨著大霧但降雪減少; 鞍型場(chǎng)東移,7月16日,氣壓升高到1 022.5 hPa,出現(xiàn)東南大風(fēng)天氣,風(fēng)力達(dá)到了8級(jí)以上,氣溫明顯降低,此時(shí)南喬治亞島受鞍型場(chǎng)東移影響,出現(xiàn)西高東低型的天氣形勢(shì)(圖5b);許淙等[19]分析了造成長(zhǎng)城站海霧的天氣形勢(shì),也發(fā)現(xiàn)了鞍型場(chǎng)容易形成海霧,與本次觀測(cè)較為一致。因此本文認(rèn)為鞍型場(chǎng)產(chǎn)生和移動(dòng)會(huì)對(duì)該海域造成較大影響,有助于產(chǎn)生大霧和大風(fēng)天氣,對(duì)于形成鞍型場(chǎng)的機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

綜合以上分析和討論,可以得出以下結(jié)論。

1.南喬治亞島冬季盛行偏西和偏西北大風(fēng),大風(fēng)與極地氣旋活動(dòng)密切相關(guān)。

2.造成南喬治亞島冬季大風(fēng)的天氣形勢(shì)有單一氣旋型、北高南低型、西高東低型。

3.發(fā)生大風(fēng)天氣時(shí),單一氣旋型持續(xù)時(shí)間較短,北高南低型持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),西高東低型持續(xù)時(shí)間最短。

4.西高東低型天氣形勢(shì)容易形成鞍型場(chǎng),盛行東南大風(fēng),風(fēng)浪涌浪較大,需特別注意漁船避風(fēng)避浪方式。

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