莆田市南日岛鲍鱼养殖主区表层海温与气温特征分析

许骏宁 胡 兵

(1.福建省减灾中心,福建 福州 350000;2.福建省莆田市气象局,福建 莆田 351100)

南日岛作为福建省的第一大离岛，得天独厚的海洋气象环境孕育了“南日鲍”这个中国驰名商标。与此同时，鲍鱼养殖受限于海洋气象环境，对大风、暴雨、赤潮等海洋气象灾害的敏感度非常高，在2012年的赤潮灾害中，有毒的米氏凯纶藻造成鲍鱼死亡率达60%以上，经济损失2亿多。曾任秀屿区南日鲍协会秘书长的庄云清介绍，鲍鱼的死亡60%是因缺氧所致，40%是由赤潮、毒菌、台风等造成，而高温是触发缺氧、赤潮、毒菌发生的敏感条件之一。国内研究学者对多个海域的海表温度和气温进行了研究和分析[1-3]，发现气温对海表温度具有一定的强迫作用。朱本璐等[4]发现海温和气温有明显的日变化周期，无明显天气系统影响时，海温和气温的变化趋势较为一致；汤超莲等[5]分析了珠江口海表温度和气温的变化特征，得到了海表温度与“厄尔尼诺”之间的关系。但是，针对海洋环境较为复杂的近海养殖区的研究较少，因此，围绕地方海洋经济发展需求，近海养殖区的海洋气象环境的研究工作具有重要的意义。

1 数据来源

本文的数据选用了布设于南日岛坑口码头鲍鱼养殖主区养殖渔排上的水质在线观测站和位于坑口码头上的气象自动观测站的2018年5月—2020年1月的海水表层温度、气温实测逐30分钟数据。同时，对维修期间的数据、奇异值和缺测值进行删除处理。

2 海水表层温度特征分析

海水表层温度年平均值20.9℃，从月变化上看(表1)，呈单峰型，8月份海水表层温度为28℃，达到峰值，1月份为12.8℃，处于谷值，月较差为15.2℃。从月均日变化上看(表2)，一年四季日峰值较为一致地出现在16时，以8月的28.3℃为最高，日谷值多出现在7时，以2月的13.2℃为最低，但2—3月和8—9月日谷值在2—4时之间，较其他月份有所提前，这可能与台湾海峡海流的季节变换有一定的关系，因为台湾海峡的表层流与风向一致，具有季节性[6]；同时，逐月日较差平均仅0.38℃，从10月到次年2月均约为0.2℃，以11月的0.18℃为最小，而3—8月在0.5～0.6℃之间，以8月0.58℃为最大，表明海水的日变化幅度非常小，尤其是秋冬季节。

3 海水表层温度与气温的关系分析

对比分析海水表层温度与气温的月变化(表1)，两者的月变化趋势一致，均呈单峰型，峰值都出现在8月，但气温的谷值在2月，较海水表层温度的谷值出现时间推迟一个月。冬季冷空气过程在影响气温的同时，也会通过热量交换影响海温[6]。然而， 2018年12月入冬以来莆田市气温持续偏高1～2℃，冷空气强度偏弱，过程偏少，2019年1月仅有1次冷空气过程， 2月没有冷空气过程影响，因此冷空气与海水的热量交换作用不明显。同时，9月至次年3月气温低于海水表层温度，以12月相差1.6℃为最大，4—8月气温高于海水表层温度，以7月相差1.3℃为最大，这可以归结为大气、海洋间的热量交换以及大气与海洋明显的热容量差异造成的[7]。

表1 海水表层温度和气温月温度统计

对比分析海水表层温度与气温的月均日变化，从图1和表2来看，气温的日峰值5—11月出现在13时，12月—次年4月在14时，而日谷值4—8月出现在5时，2—3月和9—11月在6时，12月—次年1月在7时，春末到夏季的日峰值和谷值较冬季早1个小时左右。对比海水表层温度的日变化，两者的日峰值表现稳定，气温的日峰值较海水表层温度提早2～3小时，但日谷值表现较不稳定，冬末春初和夏末秋初这两个季节转换期，海水表层温度的日谷值较气温提早了2～4小时，以3月和9月提早了4小时为最多。计算海水表层温度和气温的日峰值、日谷值差异可以看出，11月—次年1月的日峰值海水表层温度高于气温，以12月高出0.6℃为最大，其他月份均是低于气温， 7月低3.06℃；而日谷值海水表层温度仅在4月和7月略低于气温，其他月份均高于气温，以12月高出2.24℃为最大，表明由于空气热容量小于海洋，气温日变化幅度明显高于海水表层温度，存在早晚气温低于海水表层温度，中午前后高于海水表层温度的现象，仅11月—次年1月海水表层温度逐时温度均高于气温，以12月超出幅度最大。同时，气温的逐月日较差平均为2.56℃，从11月—次年1月低于2℃，以11月的1.51℃为最小，而7—8月超过3℃，以8月3.6℃为最大，日较差的变化趋势与海水表层温度一致，但气温日较差明显高于海水表层温度，最大可达6倍。

图1 海水表层温度和气温月均日变化图

表2 海水表层温度和气温月均日变化统计

4 结论

①海水表层温度和气温月变化趋势一致，均呈单峰型，8月达到峰值，1—2月处于谷值，月较差春夏季节气温高于海水表层温度，秋冬季节反之。海水表层温度的短期变化与大气、海洋间存在的热量交换以及大气与海洋明显的热容量差异有很大关系。

②海水表层温度和气温月均日变化趋势较为一致，也呈单峰型，但气温日变化幅度明显高于海水表层温度，仅11月—次年1月海水表层温度逐时温度均高于气温，其他月份均是早晚气温低于海水表层温度，中午前后反之。

③气温的日峰值较海水表层温度稳定提早2～3小时，而日谷值表现不稳定，在冬末春初和夏末秋初这两个季节转换期波动较大，这可能与台湾海峡海流的季节变换有关系。

④从总体来说，海水表层温度与气温存在着较强的正相关关系，分析结果将为进一步建立海水表层温度与气温的关系模型奠定坚实的基础，为海水表层温度预报提供可靠的依据。