台湾海峡海面风场的季节性变化特征分析
台湾海峡海洋环境特征要素分析
台湾海峡海洋环境特征要素分析台湾海峡位于我国福建与台湾两省之间，是南海和东海的通道。
海峡水较浅，60m以内的水域约占四分之三，海峡区的海水运动和水文特征，直接受黑潮支流、南海水和近岸水系强弱的影响。
另外，台湾海峡属于亚热带季风气候。
季风显著，高温高湿。
每年冬季影响本海区的主要天气系统为南下的冷空气，夏秋季节受西南季风、西北太平洋和南海生成的热带气旋影响，因而水文特征较为复杂。
1温度水温主要受季风、黑潮和大陆沿岸流影响，并随季节变化。
海峡水温等温线呈NE-SW走向，东暖西冷，南高北低，靠近福建海岸等温线密集，水平梯度大。
春季随着太阳辐射的增强，整个海区水温普遍回升。
随着东北季风的减弱，浙闽沿岸水的分布范围随之缩小，而海峡暖水北上势力增强，使峡区内出现增温不一致的现象，峡区西部近岸海域增温大于峡区中部和东部近岸海域。
夏季9月份是全年表层水温最高的月份，在西南季风的影响下，峡区基本上为北上的海峡暖水所控制，水温的水平分布均匀，等温线梯度小。
海峡北口为27 - 28℃，南口为28 - 29℃，海峡中部介于其间。
秋季时海峡暖水开始由强变弱，浙闽沿岸水则由弱变强，整个峡区水温快速下降，其中海峡西部近岸海域降温比海峡东部近岸海域显著。
水温北低南高，西低东高的分布特点显著。
冬季2、3月份，水温降至全年最低，水平梯度达全年最大，整个海峡在11 - 18℃之间，海峡西部，浙闽沿岸水的低温特点显著，在水深较浅的近岸水域，温度不超过14℃；而受海峡暖水影响显著的海峡东侧，水温较高，一般在19℃以上，海峡东南部最高，呈东南指向西北的舌状分布，水温为23 - 25℃。
水温的垂直分布：由于海峡受不同流系及季风的影响，水温的垂直分布情况比较复杂。
11月至翌年5月，海峡西北部、西南部的厦门至海坛岛近岸存在逆跃层，上界深度为5 - 25m，厚度为5 - 15m。
5 - 9月整个海峡为温跃层所控制。
10月整个海峡无跃层出现。
海峡东南部终年同时存在的深跃层，上界深度多在50 - 100m之间，厚度在50m左右。
台湾海峡气候特点是什么
台湾海峡气候特点是什么台湾海峡简称“台海”，是福建省与台湾省之间连通南海、东海的海峡。
下面是店铺给大家整理的台湾海峡气候特点简介，希望能帮到大家!台湾海峡的气候特点台湾海峡季风交替明显，频繁的偏北风非常强劲。
每年10～4月东北风为主；6～8月西南风为主。
每年强烈的台风伴随暴雨，造成潮水位变化剧烈，对沿岸侵蚀很强烈。
台湾海峡属南亚热带、北热带季风气候。
中部气温平均最高28.1℃，最低15.9℃。
西北部受大陆影响，气温年差较大；东南部受海洋影响，年差和日差较小。
10月至翌年3月多东北季风，风力达4～5级，有时6级以上；5～9月多西南季风，风力3级左右。
7～9月多热带气旋，每年受热带风暴和台风影响平均5～6次，中心通过平均2次。
阴雨天较多，但降水量较两岸少，年降水量800～1500毫米；东北季风期、西南季风期多，秋季较少。
海峡中雾日较少，澎湖列岛年平均3～4天；两侧近岸雾日较多，东山岛、马祖列岛和高雄一带，每年超过30天，其余在20天以下。
受黑潮影响，水温较高，盐度和透明度也较大。
年平均表层水温17～23℃，1～3月水温最低，平均12～22℃；7月最高，平均26～29℃、平均盐度33%，西北侧30%～31%，东南侧为33%～34%。
透明度东部大于西部，平均3～15米。
水色东部蓝色，西部蓝绿色，河口或气候不良时呈绿黄色。
福建沿岸、澎湖列岛和海口泊地以北台湾西岸为正规半日潮；海口泊地以南台湾西岸为不正规半日潮；其中冈山至枋寮段为不正规全日潮。
潮差西部大于东部，西部金门岛以北为4～6米，往南显著减小；东部中间大于两端，后龙港达4.2米，海口泊地和淡水港为2.6米，海口泊地以南为0.6米，澎湖列岛1.2～2.2米。
后龙港至海坛岛一线以北，涨潮流向西南，落潮流向东北，流速0.5～2节；以南流向与上述相反。
流速在澎湖列岛附近较大，东南部可达3.5节。
海峡为东海风浪较大地区。
涌浪多于风浪，以4级浪最多，占全部海浪42%，5级占28%，大于5级的占8%。
春、秋季台湾海峡海-气CO2通量及其影响因素
春、秋季台湾海峡海-气CO2通量及其影响因素王继纲;蒋荣根;陈文锋;林辉;孙秀武【摘要】于2014年的5月(春季)和9月(秋季)在台湾海峡及其邻近南海和东海海域,采用水气平衡法进行了2个航次的海表和大气pCO2连续走航观测,同时获取了海表温度、海表盐度、风速及气压等数据,并采用海-气CO2分压差减法估算了海-气CO2通量.结果显示,春、秋2个航次平均海表pCO2分别为387±16μatm和408±18μatm.温度是影响台湾海峡及其邻近海域海表pCO2的主控因子,水团混合和其他因素等也对海表pCO2有一定影响.2014年春、秋季节,对研究区域的海-气CO2释放通量的估算结果分别为0.11±1.60 mmol/(m2·d)和2.51±1.10mmol/(m2·d).台湾海峡海表pCO2既存在显著的季节变化,又存在较大的空间差异.【期刊名称】《应用海洋学学报》【年(卷),期】2018(037)003【总页数】8页(P313-320)【关键词】海洋化学;海表pCO2;海-气CO2通量;台湾海峡【作者】王继纲;蒋荣根;陈文锋;林辉;孙秀武【作者单位】厦门大学海洋与地球学院,福建厦门361102;国家海洋局第三海洋研究所,福建厦门361005;国家海洋局第三海洋研究所,福建厦门361005;国家海洋局第三海洋研究所,福建厦门361005;国家海洋局第三海洋研究所,福建厦门361005;国家海洋局第三海洋研究所,福建厦门361005【正文语种】中文【中图分类】P734海洋是吸收大气中人类活动来源CO2的重要汇区，对调节大气CO2浓度起到了至关重要的作用[1].陆架边缘海仅占全球大洋面积的约8%[2]，然而初级生产力大概占到全球大洋生产力的28%[3]，有机物埋藏量更是占到全球大洋埋藏量的约80%[4].根据已有的研究结果显示，在全球尺度上边缘海整体呈现为大气CO2的汇，碳通量范围约为0.2～0.4 Pg C/a[5]，但由于各边缘海系统之间的巨大差异，在年季尺度上，有些边缘海是汇，而有些则为源，这种源汇格局的变化也表现在同一边缘海系统的不同时间尺度上，例如不同季节表现出不同的源汇格局，甚至同一个季节内存在源和汇之间的转化.目前，我们对影响边缘海海表pCO2的主要过程和关键机理尚有诸多不明之处.台湾海峡是位于亚热带的海峡边缘海.目前，针对台湾海峡碳通量及其影响因素的研究已开展了一定的工作，但仍有限.如张远辉等(2000)研究认为台湾海峡内部海表pCO2在夏季受海峡暖流影响，而冬季受浙闽沿岸水影响[6]；陈宝山(2007)研究结果显示，水团混合是台湾海峡西南部碳酸盐体系分布的主控因子，并且上升流区域吸收大气CO2的能力[-0.03 mmol/(m2·d)]显著低于非上升流区[-2.58 mmol/(m2·d)][7].此外，生物活动影响也不容忽视，如台湾海峡西南部，生物活动与海表温度对海表pCO2变化的影响作用相当(各占约25%)[7]；林辉(2012)研究发现，春、秋和冬季水团混合对台湾海峡近岸区域的海表pCO2影响作用大于生物活动，而夏季刚好相反，生物活动作用大于水团混合作用[8].由于影响因素复杂，台湾海峡海表pCO2及海-气CO2通量存在较大的空间差异和季节变化，无论是在年际尺度还是季节尺度上，对台湾海峡不同区域的碳通量研究结果，往往存在很大的不确定性.如林辉对台湾海峡各季节海-气CO2通量的估算表明，台湾海峡全年各季节均表现为大气CO2的汇[8]，而张远辉等研究结果则显示，台湾海峡在夏季表现为大气CO2的弱源，冬季表现为大气CO2的强汇[6].为了更准确地评估台湾海峡的碳通量和源汇格局，进一步深入解析各影响因素对海表pCO2的调控机制，有必要加强对台湾海峡海表pCO2的走航观测.本研究在台湾海峡及其邻近的东海、南海海域开展了2个航次的海表pCO2走航观测，在时间上揭示了台湾海峡海表pCO2、海-气CO2通量的春、秋季节差异，在空间上比较了台湾海峡与邻近东海、南海海域的海表pCO2、海-气CO2通量的差异.此外还探讨了黑潮、浙闽沿岸流对台湾海峡海表pCO2及海-气CO2通量的影响.1 研究区域与方法1.1 研究区域台湾海峡地处亚热带(图1)，呈东北-西南走向，是连接中国东海与南海的重要水道.位于亚热带季风区，夏季盛行西南季风，而冬季盛行东北季风；全年存在着沿岸水系(浙闽沿岸水与粤东沿岸水)与外海水系(主要为南海水与黑潮南海分支)，并存在显著的季节变化[9]；此外，台湾海峡是上升流的多发区域，尤其是在夏季，上升流是影响台湾海峡的重要水系[10-11]；在西南季风强盛期，位于南海北部陆架区的珠江冲淡水向东扩散显著，是影响台湾海峡的重要淡水水团之一[12].图1 台湾海峡地理位置及2014年5月和9月海表pCO2走航航迹Fig.1 Map of Taiwan Strait and track chart for underway sea surface pCO2 conducted in May and September, 2014本研究分别于2014年5月(春末)和9月(秋初)搭载中国水产科学研究院南海水产研究所的南锋号海洋科考船，在台湾海峡及其邻近南海和东海海域进行了2个航次的海表pCO2走航观测(图1).5月航次从南海北部陆架出发，沿着海峡西侧向东北方向穿越台湾海峡，并延伸至东海陆架；而9月航次则从台湾海峡西南口出发，沿着海峡西侧向东北方向穿越台湾海峡，同样延伸至东海陆架.1.2 研究方法1.2.1 样品采集与数据质控本研究中表层海水/大气pCO2的测量方法，采用目前国际上通用的船载连续流动式水-气平衡法走航观测系统进行测量.按照不同的功能可将整个系统划分为海水/大气样品采集系统、水-气平衡器、海水多参数传感系统、干燥系统、检测系统、气象系统、卫星定位系统、数据采集与控制系统等不同的组成部分.采样系统将海表面下约2 m处的水样和高空空气样输送至实验室，在此水样被分成两路，一路进YSI多参数仪测定温度、盐度等参数，另外一路进水气平衡器与顶空空气进行平衡，平衡后的气体样品与高空空气样品都通过冷肼和高氯酸镁两道除水装置后，干样进入检测器进行检测，通过安装在控制电脑内的软件控制水路/气路样品按照一定的测量频率定时切换.期间要定期测量CO2标准气体对仪器进行校准.数据采集与控制系统还负责将检测器摩尔分数(xCO2)测值与YSI的温盐测值，及GPS经纬度进行1 min平均化处理，并将各组数据按照时间进行匹配.为了对数据进行质控，整个采样过程中以每天2次的频率使用CO2标准气体对仪器的稳定性进行校准验证，所用的CO2标准气体采用中国国家标准物质研究中心(北京)提供的国家一级“空气中的CO2”系列标准气体(GBW)，并用“氮中的氧气”作为标准空白.该系列标准气体的定值准确度优于±1%，一年内变化<1%.1.2.2 数据处理检测器读取的是干空气中CO2的摩尔分数(xCO2)，利用YSI、船载气象站等所获取的辅助数据对其进行转换和校正，最终得到海表面的原位pCO2数据.具体数据处理流程如下[13]：① 响应转换：依据仪器校准工作曲线，转换出进入检测器的干空气中CO2的摩尔分数xCO2；② 压力转换：依据同步观测的大气压数据，转换出进入检测器的干空气中的CO2分压；③ 水气校正：依据同步观测的水-气平衡器温度，以及盐度数据，用Weiss 等(1980) 提出的饱和水汽压公式计算水-气平衡器出口空气中的水汽压，按照如下公式所示的计算程序，校正得到水-气平衡器出口水汽饱和的空气中CO2的分压pCO2[14]：pCO2(平衡器)=[P-VP(H2O, s/w)]×xCO2=pCO2(干空气)-xCO2·VP(H2O,s/w)(1)式(1)中：P是船上气压计测报的大气压(Pa)；xCO2是进入检测器的干空气中CO2的摩尔分数(无量纲，10-6)；VP(H2O, s/w)是水-气平衡器中的饱和水汽压(Pa)，用Weiss等提出的公式由同步观测的水-气平衡器温度和盐度数据计算[14].④ 温度校正：对于海水pCO2，依据同步观测的水-气平衡器温度和原位海表温度，通过Takahashi等(1993)的温度校正系数4.23%/℃，校正得到表层海水的现场分压[15].1.2.3 海表pCO2的温度校正温度作为重要的海洋环境参数对海表pCO2有显著的影响.温度主要是通过改变CO2溶解度和CO2解离常数来影响海表pCO2.根据Takahashi 等(1993)给出的温度效应系数(4.23%/℃)，可以将海表pCO2标准化到平均温度下的海表NpCO2[15]：式(2)中：SST为实测海表面温度(℃)，为平均海表面温度(℃)，计算得到的NpCO2表征的是在去除温度对海表pCO2的影响效应之后，其他影响因素对海表pCO2的影响作用.1.2.4 海-气CO2通量计算方法海-气CO2界面通量由下式计算:FCO2=Tr·ΔpCO2=k·KH(CO2)·ΔpCO2(3)式(3)中：FCO2表示海-气CO2界面通量[mmol/(m2·d)]，Tr为海-气界面平均气体迁移系数，可表示为界面间气体传输速率k与CO2气体在海水中溶解度KH(CO2) 的乘积.气体传输速率 k(cm/h ) 可以表达为特定海表面温度和盐度条件下风速 u(m/s) 的幂函数，采用下式计算[16]：k=0.27×u102×(Sc/660)-0.5(4)式(4)中：u10为海表面以上10 m处的风速；Sc为施密特函数，其定义为海水的动粘滞率与气体的扩散系数的商；660是CO2在20℃海水中的施密特数值.ΔpCO2为海-气CO2分压差(μatm)，采用以下公式计算：ΔpCO2=pCO2(海水)-pCO2(大气)(5)2 结果与分析2.1 温盐分布特征由图2和表1可知，2个航次台湾海峡的表层海水温度和盐度均具有较大的空间波动.2014年5月春末航次，温盐波动频繁，锋面频现，温度空间变幅约为5℃，盐度空间变幅大于2，可能是由沿岸流(相对低温、低盐)与离岸水(相对高温、高盐)混合的结果.2014年9月秋初航次，海表温、盐也具有较大的变化，温度空间变幅为3.46℃；盐度空间变幅接近于4.由2个航次的温、盐特征说明，台湾海峡及其邻近海域水团组成复杂，混合作用显著.对比春、秋2个航次，海表温度具有较大的季节差异，春末平均海表温度仅为24.42℃，而秋初平均海表温度则超过28℃，季节温差接近于4℃，说明台湾海峡海表温度季节变化显著；而平均海表盐度季节变化不大，秋初略低于春季.图2 台湾海峡2014年5月和9月海表温度、海表盐度断面分布Fig.2 Sectionaldistributions of sea surface temperature (SST) and sea surface salinity (SSS) in the Taiwan Strait in May and September, 2014表1 台湾海峡2014年5月和9月走航海表温度、盐度断面特征值统计Tab.1 Averaged and range of SST and SSS in the Taiwan Strait during the cruises in May and September, 2014航次SST/℃SSS平均值±标准偏差变化范围平均值±标准偏差变化范围2014.0524.42±1.04 21.38～26.3733.51±0.37 32.00～34.082014.0928.25±0.56 26.30～29.7633.31±1.04 30.38～34.182个航次均在约25°N平潭岛附近海域观测到了相对低盐的浙闽沿岸水信号，5月份海表盐度最低小于32.5，而9月份最低接近于30，影响强度秋季大于春季.表明低盐的浙闽沿岸水主要分布在平潭岛以北的沿岸一带，该结果与林辉基于2007年4—5月春季台湾海峡的观测结果相吻合[8]；与此同时，Jan等(2002)研究认为，在季风作用的影响下，浙闽沿岸水在春、秋季节对台湾海峡的影响范围有限[9].通过本研究海表温、盐观测结果亦说明了在春、秋季节浙闽沿岸水仅能影响至台湾海峡西北部的局部海域.本研究26°N以北航迹主要位于东海陆架海域，该区域表现为相对的高温、高盐特征，尤其是2014年9月航次，温度接近于30℃，盐度超过34，可能是受黑潮东海分支影响所致.2.2 海表pCO2分布特征相对于台湾海峡及其邻近海域较大的温、盐变化，对应的海表pCO2也具有显著的空间波动 (表2、图3).表2 台湾海峡不同季节海表pCO2及海-气CO2通量断面特征值统计Tab.2 Seasonal variations of sea surface pCO2 and FCO2 in the Taiwan Strait during this study in comparison with previous reports航次pCO2/μatmFCO2/mmol· m-2·d-1平均值±标准偏差变化范围平均值±标准偏差变化范围数据来源2014.05387±16322～4270.11±1.60-4.14～2.64本研究2014.09408±18363～4792.51±1.10-1.50～8.872006.12至2007.02358276～466-3.23-15.69～13.62林辉[8]2007.04—05358261～556-1.31-7.08～10.782006.07—08375183～642-0.34-18.11～26.812007.10至2008.01377235～538-0.28-16.82～19.471994.08359345～3920.14±0.050.08～0.22张远辉等[6]1995.02310245～338-8.05±2.74-5.29～-10.79图3 台湾海峡2014年5月和9月海表pCO2、航次对应的及大气pCO2(pCO2-air)断面分布Fig.3 Sectional distributions of sea surface pCO2, and atmospheric pCO2 in the Taiwan Strait in May and September, 20142014年5月航次，海表pCO2变化范围为322～427 μatm，空间变幅达105μatm，9月航次海表pCO2变化范围为363～479 μatm，空间变幅达116 μatm，2个航次海表pCO2空间差异均大于100 μatm.5月份由于相对较低的海表面温度℃)，平均海表pCO2仅为387 μatm，而9月份温度显著升高℃)，对应平均海表pCO2升至408 μatm，春秋季节差异达21 μatm(表2).由此可见，无论是在空间尺度，还是季节尺度上，台湾海峡海表pCO2均具有较大的变化.2个航次的结果表明，约25°N平潭岛附近受到浙闽沿岸水影响的区域，海表pCO2均显著低于台湾海峡内部其他区海域，最低低至350 μatm左右，并且具有较大的波动，可能是由水团混合锋面所致(图3).此外，2014年5月航次，在27°N处存在1个温度锋面，对应的海表pCO2也具有较大的波动；27°N以南的台湾海峡内部，海表pCO2略高于大气pCO2，两者几乎处于平衡状态；而27°N以北，可能受到黑潮水的影响，表现为相对高盐特征(盐度接近于34)，然而对应的海表pCO2却低于台湾海峡内部，并且低于大气pCO2，表现为大气CO2的汇(图3).2014年9月航次，在26°N处存在1个温度锋面，对应的海表pCO2也具有较大的波动；26°N以南的台湾海峡内部，除了平潭岛附近受浙闽沿岸水影响相对较低的海表pCO2外，其他海域平均海表pCO2约为415 μatm；而在26°N以北，海表pCO2降至约400 μatm(图3)，这可能是相对高温、高盐的黑潮水在向北迅速流动过程中，由于热量的不断散失，而导致其海表pCO2值相对较低[17].结合历史文献资料进行综合分析发现：2014年春末平均海表pCO2为387 μatm，显著大于2007年春季的358 μatm[8]；2006年夏季平均海表pCO2为375μatm[8]，而1994年夏季平均海表pCO2仅为359 μatm[6]；2014年秋季平均海表pCO2为408 μatm，显著大于2007年秋季的377 μatm[8]；2006年冬季平均海表pCO2为358 μatm[8]，同样显著高于1995年冬季海表pCO2的310 μatm[6].对比不同季节，受海表温度的控制，台湾海峡的海表pCO2在温度相对较高的夏、秋季略高于温度相对较低的春、冬季.由此可见，台湾海峡及其邻近海域的海表pCO2既存在显著的季节变化，又存在较大的年际差异，并呈现出逐年增长的趋势.2.3 海表pCO2影响因素定性分析2014年5月航次，除去平潭岛低温、低盐水影响区域及锋面处的数据，NpCO2的波动范围约为360～400 μatm，平均海表面温度约为24℃，因此选择360×e0.0423(SST-24)和400×e0.0423(SST-24)作为衡量温度主控影响下海表pCO2的上下限；而2014年9月航次，除去平潭岛低温、低盐水影响区域及锋面处的数据，NpCO2的波动范围约为400～440 μatm，平均海表面温度约为28℃，因此选择400×e0.0423(SST-28)和440×e0.0423(SST-28)作为衡量在温度主控影响下海表pCO2的上下限[18].台湾海峡2014年5月和9月pCO2-SST、NpCO2-SSS相关性如图4所示，由图4a和图4c中pCO2-SST相关性可知，台湾海峡主体海域的海表pCO2仍然由温度主控，然而由于海峡内部海表pCO2的影响因素复杂，部分数据位于上下限之外.由图4b和图4d中NpCO2-SSS相关性可知，去除温度效应之后的NpCO2随SSS仍有较大的波动.由图4a和图4c中pCO2-SST相关性可知，台湾海峡主体海域的海表pCO2仍然由温度主控，然而由于海峡内部海表pCO2的影响因素复杂，部分数据位于上下限之外.由图4b和图4d中NpCO2-SSS相关性可知，去除温度效应之后的NpCO2随SSS仍有较大的波动.结合图3可知，2个航次在去除温度影响效应后归一化到航次平均SST条件下的NpCO2，仍然具有较大的波动范围，2014年5月航次归一化到为24.0℃时的NpCO2波动范围为315～444 μatm，2014年9月航次归一化到为28.0℃时的NpCO2的波动范围为354～486 μatm.由此可见，台湾海峡及其邻近海域的海表pCO2不仅受到温度的影响，其他环境因素的影响也不容忽视.林辉研究结果也显示，台湾海峡各季节海表pCO2不仅受到SST的影响，还显著受到生物活动、径流冲淡水和水体混合等作用的共同影响[8].2.4 海-气CO2通量估算对应于台湾海峡海表pCO2较大的波动，导致海-气CO2通量也具有较大的变化范围(图5、表2).2014年5月航次中，海-气ΔpCO2的变化范围为-63.8～40.9 μatm，变幅达104.7 μatm，高的ΔpCO2主要是由于水团混合锋面所致；平均海-气ΔpCO2仅1.8 μatm，对应海-气CO2通量为0.11 mmol /(m2·d)，几乎与大气CO2处于平衡状态.而2014年9月航次，海-气ΔpCO2变化范围为-16.5～98.8 μatm，变幅达115.3 μatm，高的ΔpCO2也主要是由于水团混合锋面所致；平均海-气ΔpCO2为27.9 μatm，对应海-气CO2通量为2.51 mmol /(m2·d)，表现为大气CO2的源(图5).图4 台湾海峡2014年5月和9月pCO2-SST、NpCO2-SSS相关性Fig.4 Surface seawater pCO2 vs SST, and vs SSS in the Taiwan Strait in May and September，2014图中黑色数值连线代表Zhai 等(2005)定义的温度影响导致的海表pCO2波动上下限[18]；2014年5月航次为24.0℃；2014年9月航次为28.0℃图5 台湾海峡2014年5月和9月海-气ΔpCO2及海-气CO2通量断面分布Fig.5 Sectional distributions of ΔpCO2 and FCO2 in the Taiwan Strait in May and September，2014由表2可知，林辉(2012)基于2006—2008年间各季节海-气CO2通量的估算结果表明，台湾海峡中西部海域全年表现为大气CO2的汇，冬季汇的强度最大为-3.23 mmol/(m2·d)，春季次之，为-1.31 mmol/(m2·d)，而夏、秋季汇的强度显著减弱，分别为-0.34 mmol/(m2·d)和-0.28 m mol/(m2·d)，基本与大气CO2处于平衡状态[8].张远辉等研究结果显示，台湾海峡夏季表现为大气CO2的弱源，冬季表现为大气CO2的强汇，全年表现为大气CO2的净汇[6].而本研究结果显示，2014年春末台湾海峡海表pCO2趋于与大气处于平衡状态，秋初则表现为大气CO2的源.对比本研究与各文献的研究结果表明，台湾海峡的海-气CO2通量同样具有较大的空间变化、季节波动和年际差异.整体而言，海表温度相对较低的冬、春季台湾海峡主要表现为大气CO2的汇，而在海表温度相对较高的夏、秋季则多表现为大气CO2的弱源，或与大气CO2处于平衡状态.3 结论台湾海峡季节变化显著，水团组成复杂，锋面频现.春末和秋初2个航次均在约25°N平潭岛附近海域出现低温、低盐的浙闽沿岸水信号；并在东海陆架海域，观测到高温、高盐的黑潮水信号.台湾海峡主体海域的海表pCO2由温度主控，但其他影响因素不可忽视.海表pCO2既存在显著的季节变化，又存在较大的年际差异，呈现出逐年增长的趋势，并且空间差异显著.浙闽沿岸水影响区域及东海陆架受黑潮水影响的区域，平均海表pCO2略低于台湾海峡其他海域.结合历史文献资料综合分析，海表温度相对较低的冬、春季台湾海峡表现为大气CO2的汇，而海表温度相对较高的夏、秋季则表现为大气CO2的弱源，或与大气CO2处于平衡状态.参考文献：【相关文献】[1] FALKOWSKI P, SCHOLES R J,BOYYLE E, et al. 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中国台湾海峡地质综述（1）
中国台湾海峡地质综述（1）中国台湾海峡地质综述（1）胡经国本文全文目录一、台湾海峡概述二、台湾海峡自然地理三、台湾海峡地形地貌四、台湾海峡地层岩性五、台湾海峡地质构造六、台湾海峡海底地质综述七、台湾海峡地质历史演化八、台湾海峡形成原因研究九、台湾海峡两岸地壳运动分析十、台湾海峡海洋资源十一、台湾海峡环境地质下面是正文一、台湾海峡概述㈠、概述（1）台湾海峡（TaiwanStrait），简称“台海”，是中国的福建省与台湾省之间连通南海、东海的海峡。
其北起中国台湾省台北县富贵角与福建省福州平潭岛连线，南至福建东山岛与台湾鹅銮鼻连线。
台湾海峡是一条呈东北－西南走向的狭窄水道，南宽北窄，长205海里（约为380公里），平均宽102海里（约为189公里），最窄处仅70海里（约为130公里）。
台湾海峡海底主要以大陆棚为主，其水深（岩床最大深度）为70米。
其海域上的岛屿，除了靠近福建的沿海岛屿以外，尚有澎湖群岛与台湾省屏东县的小琉球。
㈡、概述（2）台湾海峡是连接中国东海和南海的唯一通道。
它位于中国台湾省和福建省之间，呈东北－西南走向。
通常以福建平潭岛与台湾富贵角的连线为其北界，宽约172公里；以福建省的东山岛与台湾岛的猫鼻头连线为其南界，宽约370公里。
南北长约为333公里，面积约为7.7万平方公里，平均水深约为80米，最大水深约为1400米。
台湾海峡海底属于东海大陆架区，是亚洲大陆板块和陆缘的延伸部分。
地形地貌比较复杂；特别是其南部，有一群岛（澎湖列岛）分布其间，它与台湾西岸有一宽约37公里的澎湖水道（水深超过100米）隔开。
澎湖列岛以南濒临南海深海盆的边缘，水深大于1000米。
南部还有一片浅滩，向西南延伸约为213公里，南北宽约93公里。
南部浅滩外缘水深约为36米，最浅处水深仅为8.2米。
台湾海峡中的沉积物以泥和砂质沉积物为主；近岸泥质多，而中部则多砂质。
在砂质沉积物中含有大量的软体动物残骸及完整的贝壳；在浅滩附近砂质沉积物含量可达50％。
近10年台湾海峡海面风场的时空特征变化动态分析
拔1 500 -以上的山脉，尤其以台湾岛的玉山山
脉3 952 —为最高，在海峡两岸地形和天气系统 共同作用下，台湾海峡海域风场呈现显著的“狭管
效应”!21$,是我国近海冬季的最大风区之一!25-叫 台 湾海峡海域海面风场空间格局上存在着复杂
季
大等 ，以研究
对台湾海
峡的海面风场的 空
的研究分析，
台湾海峡作为 系台湾和大陆的重要纽带，是
0.01 的显著 检验
2.2研究方法
采用经验正交函数分解法(EOF)[28-29]对研究区
！ " 10年的ASCAT 序列 进行风速和风向
分析，将 风场
分解为间函 和空
# 间函 两部分，以探讨台湾海峡风场 空 。
正交分解公式如下：
(1)
Jr# # " 1Zv+ 2 2•+……戸1，2,……,& ⑵
# # …… 11
风场和数预报，卫
术的快速 对获
取面积海面风场信息提供了更
，强对
卫
风场的研究有利提 来海面风场的
预报和务服务水平
自从1978年6月美国国家航空航天局
(NASA) 射了全球第一个载散射计
SEASCAT/SASS以来，卫
术海面风场
观测提供了独特优，国内外许多学者此
了 量 术研究和应用。1999年7月 射的
一
研究区
台湾海峡
边的海域(116.125 oE，20.125。N〜125.125。E，
28.125 oN)-
地
和天气气候演
，研究对台湾海峡按季节分为 季(3—6 )、
季(7—9月) 季(10—11 )和冬季(12—
2)
其中使用的
东北季风期台湾海峡的逆温现象
Ｓ ａ（ ａ ｓａ ｗｅｐＳ ａ ［］ ｏ ｒａ ｆ ｈ ｓｃｌ ｅｎ ｇａ ｈ ，２ ０ ，３ ：１ ８ —１ ，ｄｉ ０ １ ７ ／ Ｏ ８Ｐ ８ ９ １ ｅ Ｌ ｋ ｈ ｄ ｅ ｅ）Ｊ ．Ｊ ｕｎ ｌ ｙ ｉ ａ ｏ ｒｐ ｙ ０ ９ ９ １ ４ １ ９ ｏ：１ ． １ ５ ２ ０ Ｊ ０３ ７ ． ． ｏＰ ａ Ｏｃ ９
图 １ 。其 成 因大致 有 两种 ［ ］ （ ） 季海 面大 幅 冷 ） ３ ： １冬 却及 局 地降 水促 使 近表 层 低 温低 盐 水 的形 成 （ 降水 冷却 机 制 ） （ ） ；２ 水平 平 流 输 送 低 温 低 盐 水 叠 置 在 高
温 高盐 水之 上 （ 平流 机制 ） 。稳定 的逆 温层 通 过盐 度
作者 简介 ： 云（９９ ）男， 邱 １ ７一 ， 福建 省 平 潭 县 人 ， 士 ， 要 从 事 热 带 边 缘 海 海 洋 环 流 动 力 学 研 究 。 Ｅｍａ ： ｉｙ ｉｓ ａｃ 博 主 — ｉ ｑｕ ＠ｔ ｏ．ｎ ｌ ｏ
２ 期
邱云等 ： 东北 季 风 期 台 湾 海 峡 的逆 温 现 象
２ １
明 ， 温 发 生 范 围 的 差 异 是 浙 闽 沿 岸 水 横 向伸 缩 逆
造成 的。
参 考 文献 ：
［］ ＵＥ １ ＮＯ ，ＹＡＳ Ａ ．Ｔｅ ｅａｕｅｉｖ ｒｉｎ ｎｔｅｓｂ ｒｔ ｏｔ ａｉｃ Ｊ ．Ｊ ｕｎ ｌ ｆＰ ｙｉａ Ｏ ｅｎ ｇａ ｈ ，２ ０ ，３ （ ２ ： Ｈ ＵＤ Ｉ ｍｐｒｔｒ ｎ ｅｓ ｓｉ ｈ ｕ ａｃｉ ｎ ｒｈＰ ｃ ｉＥ］ ｏ ｒａ ｈ ｓ ｌ ｃａ ｏ ｒｐ ｙ ０ ５ ５ １ ） ｏ ｃ ｆ ｏ ｃ
台湾海 峡 （ 图 ２ ） 于 南海 和东 海 之 间 ， 文 见 ａ位 水
台湾西南部海域风应力旋度偶极子的季节和年际变化分析
台湾西南部海域风应力旋度偶极子的季节和年际变化分析孙豪为;潘爱军【摘要】利用1995 ～2013年间NCEP风场资料,分析研究了台湾西南部海域风应力旋度偶极子的季节和年际变化特征,及其受ENSO事件的影响,结果表明:台湾西南部海域风应力旋度偶板子的分布存在明显季节变化,其分布期主要集中于每年10月至次年4月,夏季台湾海峡不存在风应力旋度偶极子的分布;风应力旋度偶极子的强度异常要滞后ENSO 1个月,当厄尔尼诺事件发生时,风应力旋度偶极子的分布强度较正常年份要弱,而当拉尼娜事件发生时,风应力旋度偶极子的分布强度较正常年份要强;风应力旋度偶极子的分布还存在准16.0个月和准45.3个月的显著年际变化周期,其变化同ENSO循环密切相关.%Based on the NCEP wind filed data of 1995 ～2013,the seasonal and inter-annual variation of the dipole wind stress curl pattern in the southwest seas of Taiwan Island and its effects by ENSO events were analyzed.It is found that the variation of dipole wind stress curl pattern in the southwest seas of Taiwan Island is notably seasonal,which mainly occurs from October to April.However,there is no dipole wind stress curl pattern in summer.The dipole wind stress curl pattern lags 1 month behind ENSO.The dipole wind stress curl pattern in the El Nino year is much weaker than that in the normalyear.However,when La Nina occurs,the dipole wind stress curl pattern is much more intense.There is a quasi-16.0-month and a-quasi-45.3-month cycle in the variation of the dipole wind stress curl pattern,which is closely related to the ENSO circulation.【期刊名称】《应用海洋学学报》【年(卷),期】2017(036)002【总页数】9页(P270-278)【关键词】物理海洋学;风应力旋度偶极子;季节和年际变化;ENSO;台湾海峡【作者】孙豪为;潘爱军【作者单位】国家海洋局第三海洋研究所,福建厦门361005;国家海洋局第三海洋研究所,福建厦门361005【正文语种】中文【中图分类】P731台湾海峡位于我国大陆和台湾岛之间，呈东北—西南走向.海峡北起台湾省台北县富贵角与福建省平潭岛连线，南至福建东山岛与台湾鹅銮鼻连线，长约350 km，宽约180 km，是沟通我国南海和东海的重要水道，有“海上走廊”之称.受东亚季风气候的影响，台湾海峡每年10月至翌年4月盛行东北季风，风力较强；6～8月盛行西南季风，风力较弱，风场存在显著的季节变化.图1给出了台湾海峡海底及陆地地形分布.在海峡东侧的台湾岛上分布有纵贯台湾东北—西南走向的中央山脉，其峰值可达3 950 m；在海峡西侧的中国大陆被平原和丘陵覆盖，平均海拔约500 m.而海峡水域则呈现“南宽北窄”的喇叭形，特殊的地形对流经台湾海峡的气流产生了“峡管效应”，导致冬季各月份海峡区的平均气流和风速均较海峡外的大[1].此外，受台湾岛地形效应的影响，冬季台湾西南部澎湖附近海域出现强的正风应力旋度，高雄附近海域出现强的负风应力旋度，正负风应力旋度呈偶极子态出现[2]，对冬季台湾海峡的环流及气候产生重要影响.关于台湾海峡的风场特征已经有大量的研究.伍伯瑜(1982)在对台湾海峡气候特征的研究中提出台湾海峡属亚热带型季风气候区，冬季盛行东北风，夏季盛行西南风[1]；李立(1986)根据海峡两岸风资料的研究发现台湾海峡冬季东北季风场于每年9月迅速建立，自10月至翌年1月为全盛期，2月至5月逐步减弱[3]；胡建宇(1991)应用台湾海峡沿岸台站1961～1970年间盛行风统计资料，分析得出冬季月平均风速较大，大风日数较多，而夏季的风力较弱[4]；Kuo等(2004)通过分析1996年4月至2000年12月期间ERS雷达散射计资料，发现ENSO会对台湾海峡的风场产生影响，风速在1997～1998厄尔尼诺发生期间比1998～1999拉尼娜事件下小很多[5]；近年来，陈剑桥(2011)应用浮标观测资料对2008年冬季台湾海峡QuikSCAT卫星遥感观测的风场资料进行了评估，结果证实QuikSCAT卫星遥感风场资料在台湾海峡的冬季风观测中具有很高的适用性，其关于冬季台湾海峡的风场特征研究结果表明台湾海峡南部风速大于北部风速，“峡管效应”更为明显[6]；郭民权等(2013)通过布放在台湾海峡5个浮标冬季的实测数据对MM5模式风场的预报结果进行了检验[7]；旷芳芳等(2015)对3种海面风场资料(CCMP、NCEP和ERA)在台湾海峡风场的平面分布和时间变化特征进行了对比分析，并用浮标观测的风速和风向资料对这3种风场进行了评估[8]；还有一部分学者研究了台风期间台湾海峡及其周边海域的海面风场特征[9-11].图1 台湾海峡海底及陆地地形分布Fig.1 Topography of the seafloor and land in Taiwan Strait综合来看，前人根据不同的资料对台湾海峡的风场特征进行分析，但因资料和条件所限，研究多是局限于短期有限的时间段内海峡风场的分布特征，目前使用长时间序列资料分析台湾海峡风场年际变化特征的研究还很少.有关台湾岛地形风的研究，多是针对其对海洋动力环境的影响展开[2，12-13]，尚未有研究冬季台湾西南部海域风应力旋度偶极子时空变化的相关报道.本研究拟采用长时间序列的NCEP风场再分析资料，分析冬季台湾岛地形风的分布特征，并深入分析和探讨台湾西南部海域风应力旋度偶极子的季节和年际变化特征.1 数据和分析方法1.1 资料来源及验证分析NCEP风场资料来源于美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction)提供的全球大气再分析产品CFSR和CFSv2.CFSR(Climate Forecast System Reanalysis，气候预报系统再分析资料)是一套基于高分辨率大气模式的全球再分析资料，考虑了大气和海洋的耦合，加入海-冰模式，并首次将卫星观测辐射率直接同化进其全球再分析产品中.资料的水平分辨率约为38 km，时间范围为1979年1月至2010年12月，时间间隔为6 h.CFSv2则使用与CFSR同样的预报系统，是CFSR资料在时间上的延伸，时间为2011年1月至今.相比于NCEP之前的再分析资料(如NCEP/NCAR和NCEP/DOE)，CFSR和CFSv2在资料的空间分辨率有了很大提高.通过模式分辨率的提升和同化技术上的改进，CFSR和CFSv2能够对大气风场提供更精准的描述. 本研究使用的NCEP风场资料是1995～2013年间台湾海峡风场月平均数据，其水平分辨率为0.5°×0.5°，研究区域为20.0°～25.5°N，115°～122°E的台湾海峡.风应力计算方法跟Wu (1982)和Cheng等 (2010)保持一致[14-15]，如下式：(1)(2)式(1～2)中CD是拖曳系数，U10为距离海面10 m高度处风速，ρair=1.33kg/m3，为空气密度. 风应力旋度由公式得到.图2a、b分别给出了NCEP和QuikSCAT冬(10月至次年4月)、夏(6～8月)两季的风场及风应力旋度分布.通过和卫星遥感资料QuikSCAT风场的对比，发现NCEP风场再分析资料对台湾海峡海表面风场的模拟情况较好，冬季受强劲的东北季风和台湾岛地形的影响，台湾西南部海域的风应力旋度呈现偶极子分布，澎湖附近海域海面风应力旋度为正，高雄附近海域海面风应力旋度为负；而夏季台湾海峡盛行西南季风，风力较弱，海面风应力旋度整体接近零值.由于NCEP风场资料的空间分辨率相对较高，其在台湾海峡内包含了比QuikSCAT更多的精细结构，因此本文在有关台湾西南部海域风应力旋度偶极子的季节和年际变化相关研究中，主要使用NCEP风场资料进行分析.图2 NCEP和QuikSCAT冬、夏两季风场及风应力旋度分布Fig.2 Wind field and wind stress curl distribution of NCEP/QuikSCAT in winter and summer 图3 台湾海峡海面风矢及风应力旋度的EOF分析Fig.3 EOF analysis of wind vector and wind stress curl in Taiwan Strait1.2 经验正交函数分析经验正交函数(EOF)分析是主成分分析针对气象场的应用提出来的，它可以将要素场的时空函数分解为不随时间变化的空间函数和不随空间变化的时间函数的乘积，然后利用方差集中在头几个主成分的性质，用前几个时间函数和空间函数的组合即可对原始气象场要素进行估计.EOF方法可以同样用在矢量场上.对于风场资料，可以将纬向分量U和经向分量V 合并成一个新的资料矩阵S，即：然后对新矩阵S使用EOF分析，得到纬向分量U和经向分量V主要的空间模态以及统一的时间序列，以便进行进一步的时空特征分析.以上关于矢量场的EOF方法即为矢量经验正交函数分析(即VEOF方法).本研究主要使用VEOF方法分析风速场的时空变化，而使用传统EOF方法分析风应力旋度场的时空变化.1.3 小波分析小波分析是时间频率的局部化数学分析方法，它通过伸缩平移运算对时间序列逐步进行多尺度细化，从而实现对不同时间尺度下信号的局部化分析，提取信号的主要特征信息.它的时频分析优势，解决了Fourier变换频率分析单一性不足的问题，被称为“数学显微镜”.由于Morlet母小波在时域和频域的局部性能都比较好，常用于气象和海洋分析中[16]，论文中主要使用Morlet小波作为小波基，对数据进行变换分析.2 结果分析2.1 台湾西南部海域风应力旋度偶极子的季节变化分析为了重点分析台湾西南部海域风应力旋度偶极子在季节尺度上的变化，将NCEP 原始风场数据处理成气候态各月平均的形式.图3展示了对台湾海峡海面风矢(wind vector， WV)及风应力旋度(wind stress curl， WSC)的EOF分析.风场的矢量EOF分析第一模态占总方差贡献的95%，代表台湾海峡海面风的气候态背景场.其空间分布显示台湾海峡海面风向总体呈现东北—西南走向，具有良好的空间相关性.受特殊的地形影响，冬季经过台湾岛的东北季风被岛上的大型山脉阻挡，在山坡的背风处风速较弱，而弱风处的南北两侧风速较强，对“北正南负”的风应力旋度偶极子分布的形成起了重要作用.结合对应的时间序列分析发现，台湾海峡在夏季盛行西南季风，风速很弱，而在其它季节盛行东北季风，风速较强，风力在12月份达到极值.而从风场矢量EOF分析的第二模态及其时间序列可以看出，冬季风盛行从陆地吹向海洋，而夏季风盛行从海洋垂向陆地，说明第二模态主要代表台湾海峡冬、夏两季海陆风的差异.关于风应力旋度场的EOF分析显示第一模态占总方差贡献的98%，代表台湾海峡风应力旋度的气候背景场，其空间分布显示台湾西南部澎湖附近的海域海面风应力旋度为正，极大值出现在台中市的外海；而高雄附近海域海面风应力旋度为负，极小值出现在台湾岛的南端，海面风应力旋度呈现“北正南负” 的偶极子分布形态.进一步分析其时间序列发现，这种分布形态自每年9月份开始增长，至风速最强的12月份达到强盛，而后逐渐减弱，到夏季时衰减为0，说明海峡的东北季风和特殊的陆地地形分布共同影响台湾西南部海域风应力旋度偶极子的分布及变化，风速越大则风应力旋度偶极子的强度越强，夏季台湾海峡不存在风应力旋度偶极子的分布.为进一步分析正、负风应力旋度的季节变化特征，分别对澎湖区域(22.5°～24.0°N，119°～120°E)和高雄外海区域(21.0°～22.5°N，120°～121°E)的风应力旋度场进行区域平均，选取的两个子区域的位置信息如图2中黑色实线所框示.图4给出了澎湖区域风应力旋度场(下称Pcurl)和高雄外海区域风应力旋度场(下称Gcurl)以及二者之差(Pcurl-Gcurl，下文将其定义为风应力旋度指数，即wind stress curl index， WSCI)的季节变化.从图中可以直观的看出，Pcurl和Gcurl的变化同步，二者均始于每年9月份，随后Pcurl和Gcurl的差异逐渐增大，在12月分别达到极大、极小值，二者之差也随之达到最大.而后，Pcurl逐渐减小，Gcurl逐渐增大，至5月份二者均接近0值，这种状态一直持续至8月份，说明夏季澎湖区域和高雄外海区域均不存在显著风应力旋度场分布.综合上述分析可以发现，台湾西南部海域风应力旋度偶极子的分布存在明显季节变化，其分布期主要集中于每年10月至次年4月.9月份是台湾海峡的季风转换期，伴随海峡冬季东北季风场的建立，台湾西南部海域风应力旋度偶极子的分布格局开始形成.而后随着冬季海峡风场的逐渐增大，风应力旋度偶极子的分布形态越来越明显，南北正负风应力旋度之差越来越大，在12月台湾海峡东北季风最强时达到顶盛，南北正负风应力旋度之差也随之达到最大.夏季，在短暂微弱的西南季风的影响下，台湾海峡不存在风应力旋度偶极子的分布.图4 Pcurl、Gcurl以及WSCI的季节变化Fig.4 Seasonal variation of Pcurl，Gcurl and WSCI2.2 台湾西南部海域风应力旋度偶极子的年际变化分析台湾海峡的风场存在明显季节变化，为了突出年际变化特征，首先将上一节使用的NCEP气候态数据从原始场中滤去，以下重点分析台湾西南部海域风应力旋度偶极子的年际变化特征及其与ENSO的联系.2.2.1 台湾海峡海面风应力旋度场的年际变化特征使用EOF方法分析滤去季节信号的风场资料，图5给出了台湾海峡风应力旋度场在年际变化上第一模态和第二模态的分析结果，为了方便比较，图5c还以柱状图的形式叠加上了相应研究时间段内的Nino3.4指数，其中红色部分表示该时间段内Nino3.4海区海温为正距平，而蓝色部分则表示该时间段内Nino3.4海区海温低于正常年份.这两个模态分别占总方差贡献的71.1%和13.0%.从总体上看，台湾海峡海面风应力旋度场的年际变化区域还是集中在冬季海峡风应力旋度偶极子分布区域的范围，澎湖区域和高雄外海区域海面风应力旋度呈现反相变化，说明在地形效应下，台湾西南部海域风应力旋度偶极子对整个台湾海峡海面风应力旋度场的影响不论在季节尺度还是在年际尺度上都是显著的.进一步分析图5c给出的第一模态时间序列可以发现，台湾海峡海面风应力旋度场在各年份夏季的分布差异均很小，基本接近0；而在1997～1998、2002～2003、2009～2010等厄尔尼诺年份的冬季，风应力旋度偶极子的分布强度均要弱于1998～1999、1999～2000、2007～2008、2010～2011、2011～2012等拉尼娜年份的冬季，说明第一模态时间序列与ENSO事件有很好的对应关系.有关风应力旋度场第二模态的分析结果显示，海峡中部对应有强的正风应力旋度分布，而两侧的大陆及台湾岛都对应分布负的风应力旋度，说明第二模态的结果主要显示了台湾海峡风场的“峡管效应”.有关台湾海峡风应力旋度场第二模态的分析结果将不作为本研究的重点进行讨论.图5 台湾海峡风应力旋度场在年际变化EOF分析Fig.5 EOF analysis of the inter-annual variation of wind stress curl in Taiwan Strait为了进一步分析ENSO对台湾海峡海面风应力旋度场的影响，下面对第一模态时间序列同Nino3.4指数进行超前之后相关性分析.图6给出的二者时滞相关关系表明，当Nino3.4指数超前海面风应力旋度场第一模态时间序列1个月时，二者负相关性达到最大，为-0.43，通过95%的显著性检验.说明台湾海峡海面风应力旋度场的分布情况同ENSO事件密切相关，厄尔尼诺事件的发生会导致一个月之后台湾西南部海域海面风应力旋度偶极子的分布强度减弱，而拉尼娜事件则会导致一个月之后台湾西南部海域海面风应力旋度偶极子的分布强度增强.图6 第一模态时间序列同Nino3.4指数的时滞关系Fig.6 Time-lag relationship between PC1 and nino3.4 index2.2.2 ENSO事件下台湾西南部海域风应力旋度偶极子的分布特征进一步地，图7a、b分别给出了研究时间范围内5个厄尔尼诺和7个拉尼娜事件下冬季台湾海峡风应力旋度异常场的合成分析，其对应时间如表1所示.总体上看，ENSO事件下台湾海峡海面风应力旋度场的主要变化区域还是集中在冬季海峡风应力旋度偶极子分布区域的范围.当厄尔尼诺事件发生时，澎湖附近海域海面风应力旋度场为负异常，风应力旋度值较正常年份的正值有所减弱，而高雄附近海域海面风应力旋度场为正异常，风应力旋度值较正常年份的负值有所加强，说明厄尔尼诺事件的发生将导致台湾西南部海域风应力旋度偶极子的强度减弱(图7a)；而当拉尼娜事件发生时，澎湖附近海域海面风应力旋度场为正异常，高雄附近海域海面风应力旋度场为负异常，说明拉尼娜事件的发生将导致台湾西南部海域风应力旋度偶极子的强度增强(图7b)，这与前文的研究结果一致.图7 ENSO事件下台湾海峡海面风应力旋度场的合成分析Fig.7 Synthesis analysis of the wind stress curl in Taiwan Strait during ENSO events表1 选取的冬季厄尔尼诺及拉尼娜事件的对应时间Tab.1 Selected time of the El Nino and La Nina in winter厄尔尼诺事件对应时间拉尼娜事件对应时间1995年10月至1996年4月1997年10月至1998年4月1998年10月至1999年4月2002年10月至2003年3月1999年10月至2000年4月2004年10月至2005年1月2000年10月至2001年2月2006年10月至2007年1月2007年10月至2008年4月2009年10月至2010年4月2010年10月至2011年4月2011年10月至2012年3月2.2.3 台湾西南部海域风应力旋度偶极子的年际周期特征同样是将图2a中定义出的风应力旋度指数(WSCI)滤去季节信号，图8展示了对WSCI和Nino3.4指数的小波分析，其中图8a中黑色实线表示WSCI的变化，柱状图表示Nino3.4指数.从二者的全球小波谱(图8c、e)中可以看出，WSCI和ENSO信号都具有准16个月的年际变化周期，尽管由于时间平均，WSCI在该周期上没有通过90%的置信度，但其对应1997～2000年和2008～2010年两个时间段内的准16个月年际变化周期是超过90%置信度的.同时，WSCI和ENSO信号还都具有准45.3个月的年际变化周期，其中WSCI的该周期信号在1995～2002年间尤为显著，和同时间段内Nino3.4指数呈现的准45.3个月的年际变化周期有很好的对应关系；同样在该频段上，2006～2011年间WSCI的变化也和相同时间段上Nino3.4指数的变化有很好的对应关系.以往研究表明，ENSO事件具有14～84个月(2～7年)的变化周期，从WSCI和Nino3.4指数的小波分析图中我们也可以看出，ENSO 事件确实会对台湾海峡的风场变化产生影响，台湾西南部海域风应力旋度偶极子的变化与ENSO循环有密切联系.图8 WSCI和Nino3.4指数的小波分析Fig.8 Wavelet analysis of WSCI and Nino3.4 Index3 结论利用1995～2013年间NCEP风场资料，研究台湾西南部海域风应力旋度偶极子的季节和年际变化，得到以下主要结论：(1)台湾西南部海域风应力旋度偶极子的分布存在明显的季节变化，其分布期主要集中于每年10月至次年4月.风应力旋度偶极子的分布强度自随风速的增大而增大，在12月达到鼎盛.夏季台湾海峡不存在风应力旋度偶极子的分布.(2)ENSO事件对台湾西南部海域风应力旋度偶极子的分布有重要影响，二者关系为风应力旋度偶极子的强度异常要滞后ENSO一个月.有关ENSO期间的合成分析显示，当厄尔尼诺事件发生时，台湾西南部海域风应力旋度偶极子的分布强度较正常年份要弱，而当拉尼娜事件发生时，风应力旋度偶极子的分布强度较正常年份要强.(3)有关风应力旋度指数和Nino3.4指数的小波分析显示，台湾西南部海域风应力旋度偶极子的分布存在准16.0个月和准45.3个月的显著年际变化周期，与对应时间段内Nino3.4指数的变化周期一致，说明风应力旋度偶极子的变化同ENSO循环密切相关.参考文献：[1] 伍伯瑜. 台湾海峡的气候特征[J]. 台湾海峡，1982，1(2)：14-18．[2] Deng Y, Shi P, Zhou W, et al. 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“海峡号”航线风场特征及模式预报风场的对比检验
2019年6月第6期总第150期海峡科学Straits ScienceJune2019No.6,Total150th“海峡号”航线风场特征及模式预报风场的对比检验邓以勤'齐心I邓哲维2（1.平潭综合实验区气象局，福建平潭350400;2.清流县气象局，福建三明365300）［摘要］基于平潭沿海、平潭浮标、台湾沿海的观测资料以及WRF、EC细网格10m预报风场资料，通过计算相关系数（CC）、偏差（Bias）、均方根误差（RMSE）以及平均绝对误差（MAE）等，定量分析模式风场预报产品的有效性和可用性。
结果表明，（1）“海峡号”航线多为偏北风或偏南风。
5个检验站点中，牛山岛、海峡号码头、基隆主导风向轴以NNE-SW为主，平潭浮标主导风向轴以N-SSW为主，新竹主导风向轴以NNE-W为主。
（2）平潭沿海及平潭浮标的大风日数要多于台湾北部沿海，10月一次年1月为大风多发期。
（3）经过定量比较，EC细网格预报风向、风速在“海峡号”航线上具有较高精度，可用性强于WRF.因此，可选用EC细网格模式预报风场作为参考，开展航线气象服务。
［关键词］WRF EC细网格“海峡号”航线风向风速对比检验［中图分类号］P732［文献标识码］A［文章编号11673-8683（2019）06-0003-061概述“海峡号”航线是平潭综合实验区管委会为打造“两岸共同家园”而开辟的，“海峡号”是世界航速最快的高速客滚运输船，乘坐其从平潭到台北仅需2.5小时。
平潭一台北航线在台湾海峡北部海区范围内，由于海峡特殊的地形造成狭管效应，冬季台湾海峡容易出现大风，是我国近海的最大风区之一，保障难度可想而知。
平潭综合实验区气象局于2010年开始根据模式风场预报结论开展“海峡号”航线气象保障服务，在此之前未开展模式预报风场对航线预报的检验研究，因此，开展这方面图1"海峡号”平潭一台北航线及周边检验站点图（MaTou海峡号码头,NiuShan:牛山岛,FuBiao:平潭浮标,XinZhu噺竹JiLong:基隆）目前国内有关大风的研究多是以陆上大风为主，对沿海及海上大风的研究相对较少o在对沿海和海上大风进行的研究中，又以统计预报［“］和经验预报［必］居多，对数值预报产品的解释应用［"I较少。
基于CCMP风场的中国近海18个海区海面大风季节变化特征分析
基于CCMP风场的中国近海18个海区海面大风季节变化特征分析王慧;隋伟辉【摘要】利用1988-2010年CCMP(Cross Calibrated Multi-Platform)高时空分辨率10 m风场分析了我国近海海区的大风(6级以上)日数和大风风速的空间分布特征,并且按照中央气象台对近海海区的划分,分析了近海18个海区大风的季节变化特征.我国近海大风日数高值中心及大风风速高值中心都集中于巴士海峡、台湾海峡和南海东北部海域,在巴士海峡和南海东北部海域交界处最高可达140天以上,平均大风风速达到13m/s以上.从季节变化来看,大风日数和大风风速充分体现了东亚季风冬强夏弱的特点.冬半年,大风日数及风速高值中心一直位于东海东北部、台湾海峡、巴士海峡、南海东北部以及南海西南部海域,12月是一年之中大风日数和强度的峰值时期.从4月开始,南海西南部的高值中心消失,而以北海域的高值区的分布基本不变,这种情况一直持续到9月.近海18个海区的季节变化呈现出不同的区域差别,南海中部和南部的4个海域大风日数呈双峰型变化,冬季的12月至次年1月出现最高值,夏季西南季风时期的7-8月出现次高值.除琼州海峡外,包括南海北部海域的其余13个海区高值均在冬季12月至次年1月,低值出现在夏季6-7月.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2013(041)004【总页数】6页(P720-725)【关键词】CCMP风场;近海海区;大风日数;风速;季节变化【作者】王慧;隋伟辉【作者单位】国家气象中心,北京100081;北京华风气象影视信息集团,北京100081【正文语种】中文引言中国近海是欧亚大陆板块向西北太平洋过渡的边缘海，南北狭长，面积宽广，无论是在军事还是在经济发展中都具有十分重要的地位。
中国近海跨越温带、亚热带和热带、赤道带，各类天气系统活动频繁，气候特征复杂［1］。
由于海上大风是导致海上灾害的重要因素之一，而且随着海上事故应急处理、污染物扩散等事件增多的需求，分析海上大风的气候特征尤其重要。
说明台湾海峡冬夏季表层盐度分布特征的异同点
说明台湾海峡冬夏季表层盐度分布特征的异
同点
《台湾海峡冬夏季表层盐度分布特征的异同点》
台湾海峡是连接台湾岛与大陆的重要海峡，其冬季和夏季的表层盐度分布特征在很大程度上影响着海峡的海洋环境和气候。
在冬夏季节，台湾海峡的表层盐度分布存在着一些明显的异同点。
首先，在冬季，台湾海峡的表层盐度分布呈现出明显的不均匀性，表层盐度在南北两端呈现出相对较高的值，而在中部地区则相对较低。
这一分布特征主要受到陆源水的入侵影响，大量的长江和岘港江水流入海峡，水质淡化，导致了中部地区盐度的降低。
而在夏季，台湾海峡的表层盐度分布则显现出均匀性，整体盐度较为均匀，这是因为夏季季风盛行，海峡受到东北季风和西南季风的影响，水体搅拌混合，导致盐度分布呈现出均匀的特征。
其次，冬季和夏季在台湾海峡的表层盐度分布上也存在着一些共同点，比如，南部地区的盐度值相对较高，这主要是由于南海暖流的影响，暖流带来了高盐度的海水，导致该地区的盐度值相对较高。
总的来说，台湾海峡在冬夏季节的表层盐度分布特征具有明显的异同点。
在冬季，表层盐度分布呈现不均匀性，受陆源水的影响较大；而在夏季，表层盐度分布则呈现出均匀性，受季风的影响显著。
同时，南部地区的盐度值相对较高，这一特征在冬夏季节均有体现。
这些特征对于了解台湾海峡的海洋环境和气候具有重要的意义。
台湾海峡海洋环境特征要素分析
台湾海峡海洋环境特征要素分析台湾海峡位于我国福建与台湾两省之间，是南海和东海的通道。
海峡水较浅，60m以内的水域约占四分之三，海峡区的海水运动和水文特征，直接受黑潮支流、南海水和近岸水系强弱的影响。
另外，台湾海峡属于亚热带季风气候。
季风显著，高温高湿。
每年冬季影响本海区的主要天气系统为南下的冷空气，夏秋季节受西南季风、西北太平洋和南海生成的热带气旋影响，因而水文特征较为复杂。
1温度水温主要受季风、黑潮和大陆沿岸流影响，并随季节变化。
海峡水温等温线呈NE-SW走向，东暖西冷，南高北低，靠近福建海岸等温线密集，水平梯度大。
春季随着太阳辐射的增强，整个海区水温普遍回升。
随着东北季风的减弱，浙闽沿岸水的分布范围随之缩小，而海峡暖水北上势力增强，使峡区内出现增温不一致的现象，峡区西部近岸海域增温大于峡区中部和东部近岸海域。
夏季9月份是全年表层水温最高的月份，在西南季风的影响下，峡区基本上为北上的海峡暖水所控制，水温的水平分布均匀，等温线梯度小。
海峡北口为27 - 28℃，南口为28 - 29℃，海峡中部介于其间。
秋季时海峡暖水开始由强变弱，浙闽沿岸水则由弱变强，整个峡区水温快速下降，其中海峡西部近岸海域降温比海峡东部近岸海域显著。
水温北低南高，西低东高的分布特点显著。
冬季2、3月份，水温降至全年最低，水平梯度达全年最大，整个海峡在11 - 18℃之间，海峡西部，浙闽沿岸水的低温特点显著，在水深较浅的近岸水域，温度不超过14℃；而受海峡暖水影响显著的海峡东侧，水温较高，一般在19℃以上，海峡东南部最高，呈东南指向西北的舌状分布，水温为23 - 25℃。
水温的垂直分布：由于海峡受不同流系及季风的影响，水温的垂直分布情况比较复杂。
11月至翌年5月，海峡西北部、西南部的厦门至海坛岛近岸存在逆跃层，上界深度为5 - 25m，厚度为5 - 15m。
5 - 9月整个海峡为温跃层所控制。
10月整个海峡无跃层出现。
海峡东南部终年同时存在的深跃层，上界深度多在50 - 100m之间，厚度在50m左右。
台湾海峡及邻近海区的水文概况——海水温度、盐度和表层流特征
台湾海峡及邻近海区的水文概况——海水温度、盐度和表层流特征Second Laboratory of the Institute of Marine Scientific and Technological Data and Information National Bureau of Oceanography【期刊名称】《应用海洋学学报》【年(卷),期】1982(0)1【摘要】本文所讨论的海区,位于北太平洋的西侧,西依我国大陆,东濒太平洋,北连东海,南接南海,地处热带和亚热带,属热带和亚热带海洋性气候。
本海区的海水温、盐特征和海流系统都与黑潮、大陆沿岸流和南海季风漂流有着密切的关系。
一、海水温度海水温度的分布和变化,主要是受黑潮和大陆沿岸流的影响,並随季节而变化的。
冬季(12—2月)受寒冷的东北气流影响,沿岸近海水温普遍降低,1—2月,低于9℃的沿岸冷水可达温州以南,低于12℃的低温水可达金门附近。
而20°N以南海区和受黑潮影响显著的海峡东侧,水温较高,暖水舌直指向北和东北方向。
因此,黑潮暖水与沿岸玲水互相对峙的局面在冬季很为突出,尤以2月最为典型。
【总页数】3页(P8-10)【作者】Second Laboratory of the Institute of Marine Scientific and Technological Data and Information National Bureau of Oceanography【作者单位】国家海洋局海洋科技情报研究所二室【正文语种】中文【中图分类】P7【相关文献】1.湾流及邻近海区15m层流场特征分析 [J], 徐以正;熊学军;郭延良;于龙2.菲律宾海及其邻近海区的水文特征 [J], 张弦;俞慕耕;江伟;李培3.台湾海峡南部海区1997年8月温度、盐度的垂直结构 [J], 胡建宇;洪华生;林奋强;张学斌;陈照章;张彩云;梁红星;洪建胜4.台湾海峡及其邻近海区单肢水母属的研究(丝螅水母目,高手水母科) [J], 许振祖;黄加祺;林茂;郭东晖5.埃尔尼诺现象与东海黑潮区及其邻近海域水文结构和环流的变异──东海黑潮区及其邻近海区ENSO渔场学问题之一 [J], 何发祥;洪华生因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
2011年夏季台湾海峡上升流的变化特征及其与风场的关系
（ 门大学近海海洋环境科学 国家重点实验室 、 门大学海洋与地球学 院， 建 厦门 ３ １０ ） 厦 厦 福 ６ ０ ５
摘要： 据 ２ １ 根 ０ １年 ６月 ２ ７日至 ７月 ４日台湾海峡航 次的调查 资料 ， 结合 ６月 １日至 ８月 ３ １日海表 温度 和风场 的卫 星遥 感数据 ， 分析 了平 潭 附近海域 、 澎湖北部 海域 、 东山 附近 海域 、 台湾浅滩 东南部
系 的 关 系 ； 冠 惠 （ ９ １ 及 黄 荣 祥 和 翁 学 传 陈 １９ ）
（ ９ ５ 除 了使用 温 、 数 据外 ， 结 合 各站 点 风 、 １９ ） 盐 还 溶
岸风 生 上 升流 的形 成 和变 化 … ． ｈｎ Ｚ ａｇ等 （０ １ 对 ２１） ２０ 的调查数据和 同时期 遥感数据进行分析 ， 为 ０４年 认
台湾 海峡位 于 东 海 和南 海 之 间 ， 文情 况 和 海 水
据 逐渐 发展成 由现 场 实 测数 据 、 感 数 据 及模 型 数 遥
底地 形都 较为 复杂 ． 夏季 ， 在 整个 台湾 海峡 被西南 季
风所 控制 … ． 西南 风 与岸 平 行 ， 得 沿 岸 上 层 海 水 使 产生 Ｅ ｍ ｎ离岸输 送 ， 而影 响 台 湾海 峡 西岸 上 升 ｋａ 从 流 的形成 和发 展 Ｊ 而在 台湾 海 峡 其 他海 域 同样 有 ．
收 稿 日期 ：０ ｌｌ－０ ２ １ －ｌｌ
基金项 目： 国家 “７ ” 划 资 助 项 目 （０ ９ Ｂ ２ ２ ８ ； 家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目（ ０ １０ ９ ０ ４ １ １９ ，１４ ９ ５ ； 国 教 育 部 留学 回 ９３ 计 ２ ０ Ｃ ４ １０ ） 国 ４ ８０ ６ ０４，１２ ０ １ ４０ ９ ０ ） 中 国人 员 科 研 启 动 基 金 资 助项 目 作 者 简 介 ： 培 根 （９ ８～） 男 ， 士 研究 生 ； － ａｌ ｅ ｅ ．９ ８ １ ３ ｃｒ 林 １８ ， 硕 Ｅｍ ｉ ：ｐｉ ｎ １８ ＠ ６ ．ｏ ｇ ｎ
东北季风期台湾海峡的逆温现象
东北季风期台湾海峡的逆温现象邱云;许金电;郭小钢;林娜;周喜武【摘要】利用2006-2008年3个航次水文资料,结合日本海洋数据中心(JODC)的历史温度数据分析了东北季风期台湾海峡的逆温现象.结果显示,除台湾浅滩及海峡西岸浅水区外,几乎整个台湾海峡皆有逆温现象.逆温幅度和发生频率在海峡西部较高,海峡东部及粤东近海较低.逆温层上界深度春季较秋、冬季深,逆温频发区(发生频率大于60％)随着季节南北向移动,秋季频发区的最南端位于厦门近海,冬季扩展至台湾浅滩北部,春季回退至平潭近海.分析表明,浙闽沿岸水随季节南北向伸缩导致了逆温频发区的同步移动.除了季节变化外,逆温现象在2006年和2007年冬季有显著差异,2006年逆温仅出现在海峡西部近岸海域,2007年扩展至海峡东部且向南伸至粤东近岸,浙闽沿岸水的横向伸缩是造成此差异的主因.%Hydrographic data from three cruises during 2006 and 2008 and historical temperature data from Japan Oceanographic Data Center (JODC) were used to study temperature inversion (TI) in the Taiwan Strait during northeast monsoon. The result shows that TI occurs almost in the whole strait except Taiwan Bank and shallow waters along western coast of the strait. The magnitude (occurrence frequency) of TI is large (high) in the western strait, but small (low) in the eastern strait and the coastal waters ofGuandong. The start depths of TI layers are deeper in spring than that in autumn and winter. The area where TI occurs frequently (ATOF) with occurrence frequency above 60% has a south-north movement with seasons. The southern edge of ATOF locates around Xiamen coastal sea in autumn and extends southward to the north of Taiwan Bank in winter, and then recedesnorthward to Pingtan coastal sea in spring. The seasonal south-north migration of Zhe-Min Coastal Water (ZMCW) is found to induce ATOF' s movement. Besides seasonal variability, there was a distinct difference of TI between 2006 and 2007 winter. TI only occurred in the coastal area of western strait during 2006 winter, but in the western and eastern strait and the coastal waters of Guandong during 2007 winter. The lateral shift of ZMCW is suggested to be the major causative factor.【期刊名称】《海洋学报（中文版）》【年(卷),期】2012(034)002【总页数】10页(P13-22)【关键词】台湾海峡;逆温;季节变化【作者】邱云;许金电;郭小钢;林娜;周喜武【作者单位】国家海洋局第三海洋研究所,福建厦门361005;国家海洋局第三海洋研究所,福建厦门361005;国家海洋局第三海洋研究所,福建厦门361005;国家海洋局第三海洋研究所,福建厦门361005;国家海洋局第三海洋研究所,福建厦门361005【正文语种】中文【中图分类】P7311 引言逆温现象，即次表层温度较表层高（见图1），广泛存在于世界各大洋，例如阿拉伯海、孟加拉湾、北太平洋亚极地海域及我国近海［1－7］。
台湾海峡冬季海面风场数值预报的验证与分析
代美国宾夕法尼亚州立大学 （ Ｐ ｓ ｕ ） 和美 国国家大气 研 究 中心 （ Ｎｃ ＡＲ） 联合 研制 的一 个适 用 于有 限区域
的 中 尺 度模 式 。模 式 具有 强 大 的单 向 和双 向 多 重
网格嵌套能力 ；对较小 的模拟 尺度增加 了非静 力 框架 ； 对有关水汽相变 、 大气长短波辐射 、 行星边界 层等过程 的考虑 ， 采用 了较真实的地形和下垫面分
的预 报 结果进 行 了检 验 。从 空 间上看 ， 平 潭 以北预 测 风速 比实测 风速偏 高 ， 南部 则 偏低 ； 随着计 算
时长 的增加 ， ＭＭ５ 模式预报 的平均风速有增加 的趋势。通过综合评价检验方法， 该模式的短期预
报较 长 期 预报 效 果 好 。将 ＭＭ５ 模 式 的结果 用 于 台湾 海 峡冬 季 平 均风 场 的研 究 ， 预 测风 场 和 实测 风 场基 本 吻合 ， 但 台湾 海 峡 靠近 台湾 一侧模 式 的平 均风速 比之前 的研 究偏 小 。整体 上看 ＭＭ５ 较 好 的体 现 了台湾 海峡冬 季风 场特 点 ， 可 以为该 区的业务 化预 报提 供参 考 。 关键 词 ： ＭＭ５ ； 风场 模 型 ； 台湾 海峡 ； Ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｓ ｋ ｉ １ １
相关 报 道 。
“ 十一五” 期 间， 福建省海洋预报台建立了海洋 立 体 实时 监测 系统 和海 面 风一 浪一 温盐 流 业务 化数 值 预报 系统 ， 其 中风场模型在 ＭＭ５ 模式 的基础上创 建ｕ 。 １ ， 该 模 式 已被 国 内外 许 多 机 构广 泛 应 用 于研 究
和业 务 化 预 报 ｎ ” 。风 场 作 为 浪场 及 流 场 的驱 动 场 ，
的惨剧 。因此加强对 台湾海峡恶劣天气的预警预
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Advances in Geosciences 地球科学前沿, 2017, 7(2), 247-252 Published Online April 2017 in Hans. /journal/ag https:///10.12677/ag.2017.72026文章引用: 潘卫华. 台湾海峡海面风场的季节性变化特征分析[J]. 地球科学前沿, 2017, 7(2): 247-252.Analysis of Seasonal Characteristics of Wind Fields in Taiwan StraitWeihua PanFujian Meteorological Institute of Science, Fuzhou FujianReceived: Apr. 10th , 2017; accepted: Apr. 27th , 2017; published: Apr. 30th , 2017AbstractBased on the daily and monthly data of the ASCAT satellite in the Taiwan Strait in 2016, the sea-sonal variation characteristics and spatial pattern of the sea wind field in the Taiwan Strait were analyzed. The results revealed that the highest frequency of wind speed in the Taiwan Strait were5 -6 m/s in the whole year of 2016, the wind field showed obvious seasonal change, the average monthly wind speed was the smallest in June, on the contrary, the wind speed was the largest in December. Moreover, the wind speed decreased from January to June, and increased from June to December through the whole year. Affected by the terrain of Taiwan island, the wind fields of the Taiwan Strait had a significant “narrow valley effect” in the winter, and the wind speed in the nar-row sea area was the largest, and the wind speed in the southern part of the sea was higher than that in the northern sea. KeywordsWind Fields, Seasonal Characteristics, Remote Sense, Taiwan Strait台湾海峡海面风场的季节性变化特征分析潘卫华福建省气象科学研究所，福建 福州收稿日期：2017年4月10日；录用日期：2017年4月27日；发布日期：2017年4月30日摘 要利用2016年台湾海峡海域ASCAT 卫星逐日、月平均的数据，对台湾海峡海面风场的季节性变化特征和空潘卫华间格局进行分析。
研究发现2016年台湾海峡海域全年出现频率最高风速为5~6 m/s，风场呈现明显的季节性变化，6月平均风速最小，12月风速最大，全年风速呈先递减后增加的趋势。
受台湾岛地形影响，台湾海峡冬季海面风场呈明显的“狭谷效应”，海峡海域风速最大，逐渐向南北两侧递减，南部外海海域风速比北部海域来的高。
关键词风场，季节性特征，遥感，台湾海峡Copyright © 2017 by author and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 引言海面风场的监测对于理解海洋–大气之间的相互作用以及开展海洋、大气领域的相关研究至关重要[1]。
海洋上实时测风资料很少，船舶、浮标等常规观测海面风场资料匮乏，且时空分布不均，难以满足各方面的需求。
预报和服务需要更多依赖于卫星反演风场和数值预报，基于卫星搭载的散射计为海面风场观测提供了一种具有独特优势的卫星遥感手段。
星载散射计向地球表面发射微波脉冲并测量后向散射功率，利用雷达后向散射系数对不同风速下海面粗糙度的不同响应以及多角度观测间接地反演海面风场信息[2]。
美国国家航空航天局(NASA)于1999年7月发射的极轨卫星QuikSCAT 极大地推动了散射计反演风场资料在天气分析、预报和数值模式中的应用[3] [4]。
QuikSCAT风场在广阔的洋面上与海岛实测风一致性较好，但近海误差相对较大，原因是陆地对散射信号产生的干扰带来了观测误差。
欧空局(ESA，European Space Agency)于2006和2012年分别发射了MetOp-A和MetOp-B 卫星，它们搭载的ASCAT散射计代表了当前欧洲散射计的最高水准。
其中MetOp-A星ASCAT散射计自2007年5月起业务化运行至今。
星载散射计ASCAT资料在国外也得到了很好的研究和应用，成为数值预报中海洋上重要的初始场同化资料之一。
近年来，很多气象工作者对ASCAT反演风场在中国近海进行检验分析[5] [6] [7]，提高了对ASCAT产品的认识和应用能力，结果表明ASCAT反演风场具有较好的精度，ASCAT反演风速与距离海岸线较远的浮标观测风速具有较好的一致性。
安大伟等[8]提出散射计海面非气旋风场块状模糊去除方法，有效解决了ASCAT反演中非气旋区域风场块状模糊问题，提高卫星资料的应用水平。
陈剑桥[9]应用浮标观测资料对2008年的冬季台湾海峡QuikSCAT卫星遥感风场资料进行评估。
以往研究多侧重于散射计与气象观测的精度验证和去模糊等研究，利用ASCAT对反演风场进行特征分析的研究报道不多，特别是对于台湾海峡大风区的特征研究还比较少，因此研究针对台湾海峡特殊的地形特点开展风场季节性特征分析显得非常必要。
2. 研究区概况和数据台湾海峡是典型的季风区，风场存在着明显的季节性变化，冬季盛行东北风，夏季盛行西南或偏南风。
在台湾岛地形及海峡“狭谷效应”的共同作用下[10] [11]，海面风场空间分布差异性明显，东北季风影响期间平均风速较大，是我国近海冬季的最大风区之一[12] [13]。
ASCAT散射计为实测的孔径雷达，工作频率为C波段5.5 GHz，刈幅宽约500 km，星下点间隙约700 km，入射角变化范围为25˚~65˚。
数据处理过程为发射微波经海面散射后获取海面后向散射系数，再潘卫华根据地球物理模型计算得到海面风场。
ASCAT 散射计能够覆盖全球范围，首要目标是测量海面风速和风向，在国内外众多研究中已被证实其有效性和重要性。
本文研究采用2016年全年ASCAT 的逐日、月平均风场数据，范围涵盖台湾海峡海域(20.625˚N 、116.125˚E ~25.875˚N 、121.875˚E)。
3. 特征分析3.1. 海面风速分布统计直方图对台湾海峡海域2016年的ASCAT 散射计逐日风速数据进行区域平均，以台湾岛地形从南到北分为台湾海峡南部外海、海峡南部、中部、北部和北部外海等5个区域，并对台湾海峡海域区域平均后的逐日数据进行风速分布统计分析，结果见图1。
从图1可以看出，2016年台湾海峡海域区域平均风速主要在4~13 m/s 之间，每年全年出现该范围内风速的天数大于250天。
台湾海峡常年出现频率最高的风速为5~6 m/s ，区域最大平均风速为17 m/s 。
3.2. 海面风速月平均特征分析将海面风速月平均数据根据空间网格点数进行研究区域空间平均, 得到代表该月份整个研究区域内海面风速的区域平均海面风速数据, 具体计算公式如下。
11M Nij i j U u MN ==∑∑其中，uu ii ii 为区域内(i , j )网格点上的风速。
对台湾海峡海域2016年的ASCAT 散射计月平均数据按台湾海峡南部外海、海峡南部、中部、北部和北部外海等5个区域进行区域平均，得到各个区域的月序列空间平均风速数据，绘制月变化图如图2。
从图2可以看出，2016年期间的台湾海峡海域年平均风速在4.8~13.6 m/s 之间，整体趋势上分析6月份平均风速最小，12月份平均风速最大。
全年月平均风速呈现先递减然后递增的趋势，从1月份到2月份开始有小幅增加，然后到3、4月份迅速下降，5到8月份有小幅变化，但整体处于低值区，从8月起到12月份风速都处于快速增长的。
由于台湾海峡地处亚热带季风区，按福建地理位置和天气气候演变Figure 1. Annual wind speed distribution histogram of 2016图1. 2016年全年风速分布图直方图潘卫华Figure 2. Average distribution of monthly wind speed of 2016图2. 2016年月平均数据区域平均后分布图规律，季节分为春季(3~6月)、夏季(7~9月)、秋季(10~11月)和冬季(12~2月)，从图2可以看出，台湾海峡冬季盛行东北大风，冬季月平均风速明显比其它季节来得高，秋季次之。
春季为季风的过度季节，风速呈递减趋势，风向也较不稳定。
夏季盛行西南风，月平均风速最小。
从区域上分析，台湾海峡各个区域月平均风速也不相同，夏季月平均风北部要比南部来得高，冬季却明显相反，且台湾海峡内部风速要比外海区域来的高。
3.3. 台湾海峡海域空间特征分析为更好分析台湾海峡海面风场空间特征，利用2016年冬季ASCAT的第12月平均数据进行格点化插值分析，见图3。
从图上可以看出，台湾海峡海面冬季盛行东北大风，海峡内部海域风速明显比外海来得高，月平均风速在13 m/s以上，尤其以台湾海峡中部海域平均风速最高，逐步向南北两侧递减，呈现明显的“狭管效应”。
由于台湾岛地形影响，台湾海峡西南端和台湾东北外海域存在低值区。
相比之下，由于失去台湾岛地形遮挡作用，在台湾岛南端外海域风速明显增大，仅次于台湾海峡的“狭管效应”。