【知识】海洋气象知识点

天气是指某指定地点的短时间内大气层的具体状态。气候是指大气物理特征的长期平均状态，国际气象组织（WMO）规定 30 年以上的平均状态称为气候。

气候系统由大气圈、水圈、岩石圈、冰冻圈和生物圈 5 个部分组成，是能够决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理系统。太阳辐射提供了驱动气候系统的几乎所有能量。在太阳辐射的作用下，气候系统内部产生一系列的复杂过程，各个组成部分通过物质交换和能量交换，紧密地联结成一个开放系统。

仙女木是寒冷气候的标志植物，因此用来命名北欧地区出现的寒冷事件。“新仙女木”事件之后气候变暖，进入温暖的全新世。

随着全球气候变暖，北极冰盖的融化速度加快， 7～10 月份海冰较少，其中 9 月份冰量最少，最适合船舶通航。

南美洲的渔民发现，每隔几年，某一年的海水温度就会比往年高一些，他们的渔业资源—随寒流而来的鱼群就会遭受灭顶之灾。这一现象最严重的时候便是在圣诞节前后，无可奈何的渔民便把它称为厄尔尼诺（El Ni.o）—“圣婴”。“圣婴”让海水异常“发烧”后，往往在第二年，赤道附近东太平洋海水的温度又会比其他年份大幅降低，这种现象与厄尔尼诺不

同，起名为拉尼娜（La Ni.a）—“圣女婴”。

厄尔尼诺现象指赤道东太平洋水域大范围海水反常增温的现象。这一自然现象发生周期一般为 2～7 年。厄尔尼诺发生期间，东太平洋冷水区消失，太平洋赤道地区东南信风减弱，西太平洋堆积的暖水向东回流。所以，厄尔尼诺给人最深刻的印象是热浪袭人。拉尼娜现象与之相反，指赤道东太平洋水域大范围海水反常降温的现象。拉尼娜

现象发生之时，赤道太平洋信风持续加强，赤道东太平洋表面暖水被吹走，深层的冷水

上

翻作为补充，海表温度进一步变冷。

厄尔尼诺和拉尼娜造成全球大范围的气候异常。厄尔尼诺让南太平洋东部及沿岸

降水增多，厄瓜多尔、秘鲁、哥伦比亚等地洪涝严重；而太平洋西部变得少雨，南亚、印度尼西亚和东南非洲大范围干旱。中国 1998 年发生的长江流域洪涝灾害，就是厄尔尼诺影响下发生的灾难。拉尼娜出现时，印度尼西亚、澳大利亚东部、巴西东北部、印度及非洲南部等地降雨偏多，在太平洋东部和中部地区、阿根廷、非洲赤道附近区域、美国东南部等地易出现干旱。 2008 年中国南方发生的雪灾，就与拉尼娜有着一定的关系，东亚地区环流异常，为中国北方冷空气南下创造了有利条件。当厄尔尼诺现象发生时，太平洋广大水域的水温升高，改变了赤道洋流和东南信风，使全球大气环流模式发生变化，其中最直接的现象是赤道西太平洋与印度洋之间海平面气压成反相关关系，即南方涛动现象（ Southern Oscillation，SO）。在拉尼娜期间，东南太平洋气压明显升高，印度尼西亚和澳大利亚的气压降低。气象上把厄尔尼诺和拉尼娜合称为 ENSO（El Ni.o/La Ni.a-Southern

Oscillation），这种全球尺度的气候振荡被称为 ENSO 循环。

风是指空气的水平运动。风向的定义是以正北方为 0°顺时针旋转，风吹来的方向记为风向角。海面上风向观测的单位为度。

风浪是指在风直接作用下产生的水面波动，涌浪是风浪离开风吹的区域后所形成的波浪。 8

中国“一带一路”倡议已从顶层设计和规划走向逐步落实。21 世纪海上丝绸之路航线中夏季风浪最大的海域位于北印度洋。

大气层分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层，天气现象一般发生在对流层。

赤道辐合带（Intertropical Convergence Zone，简称 ITCZ）是热带地区一种行星尺度的天气系统，是介于南北半球两个副热带高压带之间的气流辐合带。

台风是生成于热带海洋上的一种具有暖心结构的气旋性涡旋，是达到一定强度的热带气旋。世界各地对台风的称谓不同，在西太平洋称为台风，在东太平洋和大西洋称飓风，在印度洋称热带风暴。

低纬度海域气温和海水温度都较高，蒸发剧烈，是大气中水汽的主要源地之一。

南极大陆德尼森角享有“世界冷极”“世界风极”和“世界旱极”的称号。南极的年平均气温为 -50 ℃。

平均径圈环流指在南北—垂直方向的剖面上，由大气经向运动和垂直运动所构成的运动状态。通常，低纬度是正环流或直接环流（气流在赤道上升，高空向北，中低纬下沉，低空向南），又称为哈德雷环流；中纬度是反环流或间接环流（中低纬气流下沉，低空向北，中高纬上升，高空向南），又称为费雷尔环流；极地是弱的正环流（极地下沉，低空向南，高纬上升，高空向北）。

根据沃克的南方涛动理论，科学家选取塔希提站代表东南太平洋，选取达尔文站代表印度洋与西太平洋，应用数理统计的方法将两个站测得的海平面气压差值进行处理后得到了一个用于衡量南方涛动强弱的指数，称为南方涛动指数（Southern Oscillation Index， SOI）。这个指数有效地反映了太平洋东西两侧气压增强和减弱的演变情况。

罗斯贝数（Rossby Number，RO）得名自美国气象学家卡尔2古斯塔夫2罗斯贝，是一个有关流体流动的无因次量。罗斯贝数是纳维 -斯托克斯方程中惯性力及科里奥利力的比值，可用来描述行星旋转过程中科里奥利力的影响程度，常用在如海洋及地球大气等有关地球物理学的现象中。

海水是陆地上淡水的来源和气候的调节器。世界海洋每年蒸发的淡水有 450 万立方千米，其中 90％通过降雨落回海洋；10％变为雨雪落在大地上，然后顺河流又流回海洋。

海洋与大气之间进行着大量且复杂的物质和能量交换，其中的水、热交换，对气候以及地理环境具有深刻的影响。海洋通过蒸发作用，向大气提供水汽。形成陆地上降水的水汽超过 99％来自海洋。因此，海洋是大气中水汽的最主要来源。大气中的水在适当条件下凝结，并以降水的形式返回海洋，从而实现与海洋的水分交换。海洋的蒸发量与海水温度密切相关。海气间在进行水分交换的同时，也实现了热量的交换。海洋吸收了到达地表太阳辐射的大部分，并把其中的 85％的热量储存在海洋表层。海洋再通过潜热、长波辐射等方式把储存的太阳能输送给大气。

第二类条件不稳定是积云对流和天气尺度扰动相互作用所产生的不稳定。在热带对流层中、下部经常处于条件不稳定的情况下，当低空出现气旋性环流时，因摩擦作用造成大气边界层内的摩擦辐合，使水汽通过边界层顶向上输送，水汽凝结释放潜热使中心变暖。这时地面气压下降，气旋性环流加强促使摩擦辐合进一步加大，向上输送的水汽量增加，继续使对流层中、下部加热，致使地面气压继续下降，气旋性环流进一步加强。如此循环反复，就形成台风。

中国冬季盛行东北风。渤海位于中国北方，冬季主要受偏北风影响。

热带气旋是发生在热带或副热带洋面上的一种发展强烈的暖性气旋性涡旋，是对流层中最大的风暴，被称为“风暴之王”。热带气旋来临时，会带来狂风暴雨天气，海面产生巨浪和风暴潮，严重威胁海上船舶安全。国际上根据热带气旋中心附近最大平均风速对其进行分级。 1989 年世界气象组织规定，按照热带气旋中心附近平均最大风力的大小，把热带气旋划分成热带低压、热带风暴、强热带风暴和台风或飓风 4 类。①热带低压：风速 22～33 kn（风力

6～7 级）；②热带风暴：风速 34～47 kn（风力 8～9 级）；③强热带风暴：风速 48～63 kn （风力 10～11 级）；④台风或飓风：风速大于等于 64 kn （风力大于等于 12 级）。北半球的热带气旋按照逆时针方向旋转，南半球的热带气旋按照顺时针方向旋转。

当暖湿空气流经冷的下垫面时，下垫面的冷却作用使空气达到过饱和，发生凝结而形成的雾称为平流雾。海洋中冷、暖海流之间或海陆沿岸，只要风向适当，即空气从暖区吹向冷

区，都可能在冷的下垫面上形成平流雾。平流雾是海上出现最多、对航海影响最大的一种雾，故又称为海雾。

海市蜃楼是发生在海面、江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方的光学幻景，是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像，简称蜃景。根据物理学原理，由于不同的空气层有不同的密度，光在不同密度的空气中又有着不同的折射率。海市蜃楼就是因海面上冷空气与高空中暖空气之间的密度不同，对光线折射而产生的。

热带印度洋海盆增暖一般发生在厄尔尼诺事件之后的春、夏季。这种现象会对亚洲气候系统产生重要影响，导致南亚高压加强、副热带高压异常增强，进而导致中国长江中下游夏季降水增加，形成洪涝灾害。

中国科学家最近发现了 20 世纪全球大洋副热带西边界流区的“热斑”现象，提出了全球增暖导致大洋副热带西边界流加速从而产生“热斑”的新观点。大洋副热带西边界流包括黑潮（Kuroshio）、湾流（ Gulf Stream）、东澳大利亚流（East Australian Current）、厄加勒斯海流（Agulhas Current）、巴西海流（ Brazil Current）等。利文流（Leeuwin Current）属于东边界流。

气象观测场应设在四周空旷平坦、气流流通并避免局部地形和障碍物影响的地方。观测场的大小一般应为 25 m325 m（海岛或平台上受条件影响可适当减小）。

大约从 1850 年开始有了全球表面温度的器测数据，包括陆地和海洋表面温度。据 IPCC 第五次评估报告《决策者摘要》（Summary for Policymakers），全球平均陆地和海洋表面温度的线性趋势计算结果表明，在 1880～2012 年期间温度升高了 0.85 ℃，约每 10 年变暖 0.06 ℃。

沃克环流由英国气象学家沃克在 20 世纪 20 年代首先发现，是热带太平洋上空大气循环的主要动力之一，沃克环流的变异可能导致 ENSO 事件的发生。

海冰可以在海水中的任一个深度开始形成。在海水表面以下生成的海冰称为水下冰或潜冰，而在海底生成的海冰则称为锚冰。海冰生成以后，由于密度比海水小，会逐渐上升，和海面生成的海冰结合，使海面的海冰逐渐变厚。

北极地区常年受极地高压控制，盛行极地东风（东北风）。

哈得孙湾的气候特点是多雾多冰。一年中大约有 300 个雾日；海水于 10 月开始结冰，北部到八九月份才开始融冰。

极光是由太阳风（太阳释放的高能粒子流）、大气和地球磁场联袂演绎的巨作。太阳风进入地球磁层，同大气中的分子和原子碰撞，发出极光。激发出的极光的颜色同太阳风射入地球磁层的粒子的能量、随高度而变化的大气成分，以及大气密度等有关。从遥远的太空向地球望去，会发现围绕地球磁极存在一个闪闪发亮的卵圆形光环，即为极光卵。