乐清湾海陆风环流的特征及其影响

乐清湾海陆风环流的特征及其影响摘要乐清是浙江受气象灾害影响最严重的地区之一，气象灾害占本地自然灾害的80%以上。

海陆风环流是沿海地区最突出的中尺度环流，其现象早就引起人们的注意，但是从理论上对许多问题的解决还是最近20多年的事。

乐清市位居浙江东南沿海，因其独特的地理环境形成的海陆风，对本地的临近天气预报有着较大的指导作用。

同时，研究并掌握海陆风的发生发展规律，对本地的防灾抗灾有着重要的意义。

关键词海陆风环流；气象灾害；防灾抗灾；乐清湾中图分类号P425.2 文献标识码A文章编号1007-5739（2008）13-0334-03 20世纪初，气象学家们发现海陆风是一种垂直剖面的直接环流，这种环流穿越了海岸，起因于海陆间的温度差异。

Jeffeys（1922）奠定了海陆风定量理论的基础。

此后，Kobay-ashi和Sasaki（1932）、Arakawa和Utsugi（1973）、Haurwitz （1947）、Schmidt（1947）、Pierson（1950）、Defant（1950）等对他的理论作了反复改进，研究取得了明显进展；但大都仍限于理论研究，缺乏实际工作中的深入研究以及应用。

本工作的目的是通过对本站近30年历史资料的统计和分析，探讨海陆风对本地天气、气候的影响以及对临近天气预报的指导作用，以引起对海陆风这种中尺度天气现象的足够重视，推广对海陆风的研究与应用。

1海陆风的成因1.1海陆风的形成机制海陆风是因海洋和陆地受热不均匀而在海岸附近形成的一种有日变化的风系，白天风从海上吹向陆地，夜晚风从陆地吹向海洋。

前者称为海风，后者称为陆风，合称为海陆风，是沿海地区最突出的中尺度环流，其水平范围可达20～50km，铅直高度一般为100～1 000m，周期为一昼夜。

白天，在静风或近于静风的晴空大气中，由于陆地土壤热容量比海水热容量小得多，太阳辐射加热在陆面比水面更快。

因此，陆地上的气温显著比附近海洋上的气温高，从而产生约1℃/20km的水平温度梯度。

由于静力平衡条件的要求，海面上空较冷空气的气压垂直梯度较陆面上空较暖空气的气压垂直梯度大，于是，在某一高度，陆地上空的气压较海面上空的高，形成1个量级约为1hpa/50km 的气压梯度力。

在这个气压梯度力的作用下，上层的空气从陆地流向海洋，然后辐合下沉至低空，又由于静力气压梯度的存在，从海面流向陆地，形成海风。

同时，陆地上空的辐散使该处气压减小，在垂直方向上便形成静力平衡偏差，使低层空气上升，这就是海风产生的机制。

海风从每天上午开始直到傍晚，风力通常以下午为最强；陆风则相反。

日落以后，陆地降温比海洋快；到了夜间，海上气温高于陆地，就出现与白天相反的热力环流而形成低层陆风和铅直剖面上的陆风环流（见图1）。

海陆的温差，白天大于夜晚，所以海风较陆风强。

1.2乐清湾的海陆风图2是2006年11月28日至12月7日乐清湾1次海陆风过程的气象要素曲线图。

图3至图8是2006年12月1~3的地面和850hpa高空图。

图中可以看到，本地在庞大的大陆冷高压控制下，气压场分布比较均匀，气压曲线变化不大，且维持较高的值，天气晴好，昼夜温差大。

说明本地处在均压区之内，沿海地面的磨擦层内，白天下垫面受太阳辐射增温，夜间迅速冷却，气温日较差很大，如12月2~7日均在10℃以上。

陆地的热容量比海洋小，因此升温比海洋快。

等温面自陆地向海洋倾斜；而等压两侧相反，相对海面上为高压区。

在海岸线附近的磨擦层内便形成了热力环流，引起上层空气自陆地流向海洋，底层空气流向则相反，自海洋流向陆地，这就是本地的海风。

从图3可见，本地海风的风向一般为E-SE，在下午2时前后最强。

因海洋的热容量比陆地大，且有流动性，在夜间陆地辐射冷却比海洋快，等温面由海洋向陆地倾斜；等压面则相反，在海面上相对为低压区底层，风从内陆吹向海洋，这就是陆风，本地表现为W-NW风。

由于海陆间下垫面热力因子的差异而形成的海陆风，在昼夜温差较大的季节易发生。

本站在北纬28°附近，属中低纬底地区，太阳高度角的年变化在40°~85°之间，都比较高，辐射也都比较强。

在夏、冬2个季节本地往往分别受单一的副热带暖气团和大陆冷气团控制，气压场分布比较均匀，气压梯度很小，多晴好天气，陆地温度日变化较大，故本地海陆风在夏冬季节表现十分明显。

海陆之间最大的温度差发生在海岸线附近。

因此，海陆风的强度在海岸线附近最大，一般海风比陆风大，本站处在乐清湾西海岸附近，如图2所示，海风最大能达5~6m/s，而陆风一般只为2~3m/s。

造成以上差异的主要原因是因为白天海陆之间的温差比夜里大；再加上本地北雁荡山区地形十分复杂，陆地上空的乱流白天比夜间的海上强，使白天陆地上空的空气较海上不稳定，不稳定空气能助长海陆风热力环流的发展。

因此，白天的热力环流比夜间强，形成海风比陆风大。

另外，由于近地层磨擦力影响，海陆风风向不与海岸线成针交，而有一个偏角，其表现为本地的海风风向以偏E风为主，而陆风的风向以偏W为主。

2海陆风对乐清市的影响乐清市位于浙江省东南部沿海，地形狭长，西北靠山，东临乐清湾与东海，南临瓯江，全市陆地面积1 174km2，海域面积270km2。

南北长65km，东西宽27km，境内山脉由雁荡山构成，属括苍山南支。

本站位于乐成镇，与乐清湾西海岸毗邻，乐清湾是个半封闭的内湾。

由于本地独特的地理环境常形成非常典型的小气候特征——海陆风。

2.1对降水的指导预报作用由于乐清市西北靠山，境内地形变化自西北向东南倾斜，西到西北部为平均高度600~700m的山区，而沿海平原高度只有7~8m，自然形成一个自西北向东南的斜坡，山谷风是本地的常见现象之一。

谷风一般出现在8~24时之间，常与出现在10~20时之间的海风发生迭加作用；加之海风带来的充沛水汽，容易形成低云和降水。

因此，乐清市的降水多发生在白天，夜间则较晴朗，降水强度在1d之内的最大值一般都出现在下午海风辐合最强的时刻。

当海风的偏东风与其他的天气迭加，如台风外围的强大偏东气流与它合一时，随北雁荡山山脉爬上，形成强大的动力上升运动，促使水汽凝结，会使天气系统造成的天气现象加强。

如1960年8月1～3日，受6007号台风在福建边江登陆影响，本地连续2d有偏东大风，北雁荡山的李家山站，1～3日的总雨量达到867mm。

另外，在1982年11月28日，因受冷空气从偏东路径南下，造成本地偏东大风和强雷阵雨天气，该雨量站24小时内降水299.3mm，其中1h降水达115mm。

以上2次降水过程最大强度均出现在午后。

显而易见，当海陆风与其他天气系统迭加时对本地降水量的增幅作用十分明显。

2.2对温度的指导预报作用乐清属亚热带海洋性季风气候，冬暖夏凉，年平均气温17.7℃。

乐清市夏天的最高气温低于周边，最低气温又明显高于周边县市。

在夏季，因为海风环流的影响，午后盛行E-SE风，从海上带来较凉爽的空气使本地气温不易升高，本地最热月7~8月份平均气温均在28℃左右，要比同纬度的内陆丽水等地低2.0℃以上；而年极端最高气温一般在33~34℃，很少超过35℃，要比上述地区低4℃以上，非常适宜旅游及居住。

2.3影响交通由于海陆风的存在，乐清湾常有海雾产生，影响交通安全。

首先，在冬春季节的早晨，由于陆风的作用，陆地上的干冷空气吹向海上与乐清湾海面上的暖湿空气相遇，贴近海面的空气温度自上而下增温，其层结不稳定，因而促进了该层空气的乱流交换，有利于蒸发。

此时，如果不稳定层之上有较强的逆温层存在，便能使水汽凝结物在低层聚集成海雾。

其次，当海洋上的暖湿空气流向较冷的海面或陆地时，常常形成平流雾，以夜间和清晨为多。

通常见诸于以下2种情况。

其一，大陆入海的冷高压，其前部的干冷空气在海上变性后，随高压南部的偏东气流回流到近海冷海面或冷陆面上，低层往往冷却而形成雾。

其二，入夏后，西太平洋高压脊北上，此时，若其强度适中，且脊一直西伸至乐清湾附近，便会形成平流雾。

乐清湾的海雾范围广，厚度大，持续时间也较长，在沿岸常呈带状分布，宽度常长达几百千米。

它的出现，会使能见度降低，有时只有数百米，甚至数十米，容易导致偏航、触礁、相碰或搁浅等危险事故。

同样，海雾也对乐清内陆的交通运输造成很大的威胁，事故不断。

2006年3月29日清晨6时，受海雾影响，高速公路乐清雁荡至湖雾路段连续发生5起交通事故，10辆汽车先后相互追尾、刮擦，2人受伤。

2007年5月9日清晨5时50分许，受海雾影响，乐清段近300m的路段上双向共发生6起交通事故，14辆过往车辆相继追尾，造成5人受伤，其中2人伤势较重。

2.4对养殖业的影响乐清湾2.21万公顷的海涂是贝类养殖的天然牧场，各种主要的经济鱼类20余种，其中大黄鱼是主要的鱼类资源，还有58种贝类、60种甲壳类动物，整个乐清湾水质肥沃，饵料生物丰富，十分利于海水养殖，是浙江省蛏、蚶、牡蛎三大贝类的养殖基地和苗种基地。

海陆风环流的存在，除带来丰富的海水养殖所需营养外，同样影响着海水养殖业的安全。

本湾的潮流方向是由偏东向偏西方向流动，当天文大潮出现在午后、潮流方向与海风方向一致时，海风对潮水可起推波助澜作用，即当地渔民所谓的“涨潮风”，直接影响到该日的潮时及潮高，1次大潮的进水总量可达21.3×108m3，如果处理不好，便会对本地海水养殖产生巨大的破坏。

如适逢台风来临，风、暴、潮联动，则损失更加严重。

1990年第18号台风登陆福建省以后，继续向西北方向移动，直接影响乐清地区，由于台风强，范围大，又遇涨潮风，外海潮位猛涨，潮水沿江上溯，上游洪水下泄不及造成乐清地区洪水泛滥，1 600m堤塘被冲毁，全市海水养殖遭受灭顶之灾。

2.5回流低云海风常将乐清湾海面上的冷湿空气输送到陆地，使陆上湿度增加，温度降低；再加上谷风配合气流辐合上升，当有大陆高压在本站北部入海，本站处在其底部的偏东气流影响，两者迭加在一起，海风到达地区常形成乐清湾的回流低云。

云状多为层积云或积云，且云底高度较低，一般在1 000m以下。

据有关机场反映，乐清湾的回流低云很有特色，形成及消散都非常迅速，易危及飞行安全。

第一，低云对飞行的影响，主要是使能见度恶劣。

由于能见度很差，不能看清地标，影响目视地标飞行、航空摄影、空投、空中视察等任务的完成，甚至可能造成飞机迷航或其他飞行事故。

第二，云中飞行有时遇到颠簸。

当升降气流的水平范围与飞机的大小相近时，时大时小的垂直气流和水平气流冲击飞机引起飞机升力变化而造成颠簸。

飞机的各部分结构都要经受忽大忽小的力，如果超过飞机的最大承受力，则飞机的某些部件可能变形甚至折毁。

第三，云中飞行容易产生飞行错觉。

飞机在云中飞行时，因看不到天地线，容易将较亮的方向当作天顶，将较暗的方向当作地面。