引言

本文主要分析了2022年春季(3—5月，下同)北半球的大气环流特征及逐月演变，对我国近海发生的主要灾害性天气及其相关影响因素进行了总结。春季，我国近海海域的主要灾害性天气是海上大风和海雾。除此之外，分析了我国近海有效波高和海面温度等水文要素在2022年春季的变化特征，统计了全球各海域热带气旋的活动情况。

文中所使用的数据资料主要包括：常规观测资料(含海上浮标和海岛观测等)、ERA5再分析资料、NCEP/DOE再分析资料、NOAA最优插值海面温度资料(Optimum Interpolation Sea Surface Temperature，OISST)、中央气象台实时台风定位数据、日本气象厅台风最佳路径资料等。文中各个要素气候平均值采用的时间范围为1991—2020年的统计结果，其中500 hPa高度场、海平面气压的气候数据从NCEP官方获取，其他要素均由统计计算得到，海上大风、海雾和大浪等几种重大过程的统计标准同文献[1—3]。

1 环流特征与演变 1.1 环流特征

2022年春季500 hPa平均位势高度场及距平场(图 1)显示，北半球极涡呈单极型分布，形状狭长，一端伸向加拿大北部的巴芬岛，一端伸向俄罗斯北部的北地群岛。巴芬岛附近位势高度为518 dagpm，高度场上以弱的负距平控制区为主，较常年气候值偏低2 dagpm左右；北地群岛附近位势高度大约为520 dagpm，强度接近常年值。

北半球中高纬度地区环流基本呈4波型分布(图 1a)。欧亚大陆为“两槽一脊”的环流型，西风带槽脊较冬季有所减弱。西侧的槽区位于乌拉尔山以西，并向南延伸到地中海，东亚长波槽从贝加尔湖以东地区向西南方向伸展，该槽对我国近海天气有重要影响，脊区位于西伯利亚地区。从距平图(图 1b)上看，西侧槽区伴有负距平(-4 dagpm)，而高压脊区伴有弱的正距平(2 dagpm)，东亚大槽北部与常年相比有负距平(-3 dagpm)，南段有弱的正距平。槽脊较常年平均略偏强。

1.2 环流演变对我国近海天气的影响

3月，欧亚大陆及西北太平洋海域的中高纬环流呈“两槽一脊”型(图 2a)，乌拉尔山以东的西西伯利亚地区西侧为宽阔的槽区，槽区底部向西南延伸到地中海以东地区，东亚大槽位于鄂霍次克海至日本以南洋面，亚洲大陆中纬度地区受弱高压脊控制。从距平上看东亚大槽比常年偏弱，高压脊区40°N以北有负距平，40°N以南伴有弱的正距平。我国北方的大部分地区及北部海域受西北气流控制，冷空气活动主要影响我国北方陆地及北部海域。由海平面气压场和距平场(图 2b)可以看到，冷高压中心位于贝加尔湖以西，中心气压值为1 026 hPa左右，高压中心对应负距平区域，冷高压强度较历史同期略偏弱，表明影响我国的冷空气势力较常年同期偏弱。我国中东部大部地区和东部海域处于高压前部的低值区中，并伴有大范围的弱负距平(-2 hPa)，入海气旋活动较常年偏多；渤海和黄海则为均压场所控制，海雾过程偏多。

4月，欧亚大陆及西北太平洋海域的中高纬环流仍为“两槽一脊”型(图 3a)，乌拉尔山以西的槽有所减弱，鄂霍次克海西侧出现高空低涡，贝加尔湖以西的脊区加强北伸，伴有正距平，高压脊区较历史同期偏强，欧亚大陆东部及我国近海海区上空的经向环流加强，有利于冷空气南下。由对应的海平面气压场和距平场(图 3b)可以看到，4月冷高压主体仍位于贝加尔湖以西地区，但强度较3月呈减弱趋势，表明冷空气影响势力较3月有所减弱，但我国中东部大部地区为大范围的正距平区所控制，表明我国大陆的冷高压强度较历史同期偏强，冷空气影响范围较3月偏南。我国东部及南部沿岸和近海处于高压前部，黄海、东海北部为弱高压区控制，有利于低纬暖湿气流北上，上述海域及沿岸地区出现了3次海雾过程。菲律宾以东海域为气压低值区，并伴有弱的负距平，先后有2个热带气旋生成。

5月，欧亚大陆及西北太平洋海域的中高纬环流调整为“两槽两脊”型(图 4a)。“两槽”分别位于东欧和东亚地区，东欧槽在中高纬度地区比常年偏强，东亚大槽位置偏西，强度较常年略偏强；“两脊”位于贝加尔湖以西的中西伯利亚地区和堪察加半岛，强度明显强于历史同期。由海平面气压场和距平场(图 4b)可以看到，贝加尔湖附近的冷高压强度较4月有所减弱，影响我国的冷空气势力较弱；俄罗斯远东地区到我国东北地区有低涡活动，并伴有弱的负距平，由于处于两个高压之间的鞍形场之中，低涡位置稳定少动，导致不断有冷空气伴随锋面东移南下，我国近海海域先后出现了3次冷空气过程；黄海、东海北部为弱高压区控制，有利于低纬暖湿气流北上，上述海域出现了3次海雾过程。

2 我国近海天气分析 2.1 大风过程 2.1.1 概况

2022年春季，我国近海出现12次8级以上大风过程，其中冷空气大风过程4次，温带气旋大风过程4次，冷空气和温带气旋共同影响的大风过程3次，冷空气与热带气旋共同影响的大风过程1次(表 1)。在引发大风过程的影响系统中，冷空气和温带气旋的比例相当。

由大风过程的逐月分布来看，3月5次，4月4次(含3月31日—4月4日的冷空气大风过程)，5月3次，大风过程频次逐月减少。由影响系统造成大风的持续时间来看，冷空气一般为3~5 d，温带气旋为1~2 d。由近海站点观测出现大风的空间分布(图略)来看，2022年春季8级大风在各个海区均有出现，9级以上大风出现在黄海北部和中部、东海大部、台海海峡、台湾东南部海域、巴士海峡、南海北部和中西部海域，其中部分海域的站点观测到10级以上大风。

2.1.2 3月31日—4月4日冷空气大风过程分析

3月31日08时—4月4日20时，我国东海、台湾海峡、台湾以东洋面、巴士海峡、南海北部海域、北部湾等海域出现一次大范围海上大风天气过程，上述海域出现8~9级东北风，部分海域的风力达到10~11级。3月31日午后东海海域的部分观测站点(如舟山外海的岛屿站等)开始观测到大风，之后随着冷空气继续南下，大风范围逐渐向南推进，台湾海峡、南海北部和北部湾均观测到了7~8级大风。

图 5给出2个参考站点的风速观测变化，包括平均风和阵风，其中泉州浮标站(站号700002)位于台湾海峡，汕头浮标(站号59515)位于广东汕头外海。观测站点的风速变化趋势显示，31日夜间—2日凌晨是2个站点观测到大风速比较多的时段，此次冷空气过程中泉州浮标站监测出现8~9级平均风、阵风9~10级，汕头浮标平均风力为7~8级、阵风8~9级，大风过程影响了东海以南的中国近海大部分海域。

此次海上大风过程与两个高空槽依次东移发展南下有关，致使冷空气持续影响我国近海海域。3月30日20时500 hPa的高空形势场(图 6a)上，贝加尔湖以南地区上空有横槽发展，随后横槽东移南下并逐渐转竖加深。至31日08时(图略)，主槽区移动到内蒙古地区，并与北侧的高纬度槽进行同位相叠加，20时(图 6b)，高空槽已经发展成为由俄罗斯远东地区，经日本海海域到我国长江口附近海域的东亚大槽，冷空气中心500 hPa温度达-44 ℃，伴随高空槽的东移，槽后西北气流向南扩散，影响我国东部和南部海域。4月1日20时前后，东亚大槽继续向东移动至日本以东洋面东侧(图 6c)。在东亚大槽转竖东移的过程中，我国新疆阿勒泰山脉以南有另一个短波槽发展，31日20时，该槽位于蒙古上空，冷空气开始影响我国大陆地区，之后槽区东移南下，至2日20时(图 6d)，槽进一步加深发展，槽区呈东北—西南向，由渤海海域直达我国西南部地区东部。随着该槽的东移南下，引导冷空气南下，影响我国东部和南部海域。

地面气压场显示，3月30日的地面冷高压在贝加尔湖附近，我国近海海域处于均压场控制，气压梯度小，海上风力偏弱。随着冷高压的东移南下，海上出现较大的气压梯度，31日20时冷高压中心由蒙古进入我国华北地区，中心气压为1 040 hPa左右，东海海域、长江口附近海域、舟山附近海域出现7~8级的北到东北风，阵风达9级。此时，又一股冷空气在贝加尔湖西南侧堆积发展后东移南下。冷空气前锋到达华北地区，冷高压呈东北—西南向的带状分布，由渤海海域向西南伸展到我国西南地区，东海南部海域、台湾海峡等海域的气压梯度进一步增大，风速加大，部分站点观测到平均风速26 m·s^-1以上的大风，平均风力为10级，阵风达到11级左右。4月2日，冷空气前锋到达南海北部，高压主体气压仍保持在1 030 hPa以上。3日夜间，高空槽东移至日本海及日本以南洋面，我国东部海域为冷高压控制，台湾海峡和台湾以东及南海北部海域的气压梯度减小，海上风力逐步减弱，直至4日白天，此次海上大风过程结束。

过去的研究认为，冷空气南下过程中，冷平流$( - \mathord{\buildrel{\lower3pt\hbox{$\scriptscriptstyle\rightharpoonup$}} \over V} {\rm{d}}T)$最强处，风力最大^[4]，低层的冷平流对冷空气导致的大风过程具有良好的指示意义^[5-8]。3月31日，我国华南北部、江南东南部、东海南部和台湾海峡存在较强的冷平流(图 7a)，特别是在东海南部和台湾海峡，冷平流大值中心超过-5×10^-4 K·s^-1，冷平流导致地面气压梯度增大，东海南部海域、台湾海峡开始出现大风。4月1日20时，925 hPa的冷平流(图 7b)已经伸展到南海北部海域和北部湾海域，冷平流中心达-5×10^-4 ~-4×10^-4 K·s^-1，近岸岛屿测站风力增大。随后冷平流的高值区域向南扩散，但是极值强度逐渐变小，2日20时冷平流强度减弱到-2×10^-4 K·s^-1以下，表明冷空气影响趋于减弱。

2.2 海雾过程 2.2.1 概况

2022年春季我国近海出现10次比较明显的海雾过程，逐月分布为：3月4次，4月3次，5月3次(表 2)，海雾过程数量为过去5 a(2017—2021年)的第三多年份(2017—2021年春季的海雾过程个数分别为6、11、13、7和8，平均为9次)。2022年春季海雾多发在黄海大部至东海北部海域，海雾过程持续时间在2~3 d之间。春季是黄渤海海雾的多发季节^[9-11]，海雾发生过程中大气较为稳定，雾区大多处于均压场或气旋东部，当低层偏南暖湿气流向北移动到较冷的海面时，在适宜的海洋大气条件下，可促进该海域形成海雾，以平流冷却雾为主。

2.2.2 4月6—9日海雾个例分析

通过葵花8号卫星可见光云图(图 8)可以看到，此次海雾的范围涵盖黄海大部海域和渤海部分海域。6日白天海雾在黄海南部海域生成，然后逐渐向西北推进；7日海雾靠近山东半岛南部海域，覆盖黄海中西部海域；8日早间，黄海中部和北部的大部分海域均出现明显海雾，山东半岛南部海雾的分布与海岸线的走向基本一致，午后山东半岛南部沿岸的带状雾区减小，同时渤海部分海域也出现海雾，夜间海雾逐渐减弱消散。此次海雾过程的可见光云图上，海雾表现为白色的云区，纹理光滑、分布均匀、边界清晰，与海陆边界线走向一致是海雾的主要特点，也是大部分海雾天气过程呈现在可见光云图中的主要特征。

通过对黄海西南部海域的黄海一号浮标、山东半岛南部海域的潮连岛和成山头站3个气象观测站的能见度观测资料，分析这次海雾过程的具体演变情况(图 9)。可以看到，6日14时，黄海一号浮标能见度由6~7 km快速下降至500 m以下，一直持续至7日05时，均维持在1.0 km以下。潮连岛能见度降低的时间出现在7日下午，直到8日上午才逐渐转好，8日06—08时还出现了能见度在100 m以下的强浓雾^[12]。成山头站的能见度8日凌晨至白天的大部分时间里均在1.0 km以下，部分时段的能见度低于200 m。3个站点能见度的变化与卫星云图上海雾演变基本一致。

此次黄渤海海雾开始的阶段(图 10a)，500 hPa形势场上我国黄渤海受槽后西北气流控制，槽后西北下沉气流有利于底层形成稳定的形势场，渤海和黄海北部海域为鞍形气压场，东海东部海域为弱高压系统控制，弱偏南气流将东海海域的水汽向北输送。6日08时10 m风场(图 10a)上，黄海北部和中部海域为东北风，黄海中部海域形成东西带状分布的高湿区域，而黄海南部海域持续有偏南气流将东海东北部的水汽持续向西北方向输送，整体风速在4~6 m·s^-1之间，风速较小，利于海雾生成。1 000 hPa高度上相对湿度75%以上的区域与雾区形状和面积分布基本一致，随后高空维持西北气流控制，大陆弱高压继续东移南下，黄海大部海域受均压场控制，海面风力仍然很弱，有利于海雾的继续维持，相对湿度的分布和卫星监测海雾区域基本一致。8日凌晨，随着大陆弱高压东移，黄海西部处于高压西部，高压西侧的偏南暖湿气流输送促使山东半岛南部近海海域湿度持续增大，并进一步向北推进到黄海北部海域，海雾也向北推进至黄海北部海域(图 10b)。8日夜间至9日上午，随着华北地区地面气旋向东移动，黄海处于气旋东部，大部海域出现西南风，风速逐渐加大，部分站点出现12 m·s^-1以上的大风，此次海雾过程基本结束。

黄渤海平流冷却雾发生发展的低层气象条件除了充足的水汽外，还包括较小的气-海温差(气温减去海面温度)、低层等温或逆温和空气层结稳定等。平流冷却雾形成的气-海温差范围为0.5~3 ℃，在气-海温差大于5 ℃或者小于-0.1 ℃时，平流冷却雾生成概率不高^[9]。6日08时(图 11a)，海雾位于黄海中南部海域，大部分区域气-海温差在0 ℃以上，海面温度略低于气温，利于低层大气中水汽冷却凝结，形成海雾。7日08时(图 11b)，黄海中部和东南部海域气-海温差低于-1 ℃，该海域海雾消失，海雾位于黄海西南部海域，靠近江苏北部近岸海域，气-海温差为-0.5~0.5 ℃。6日08时黄海中南部海域海雾区中间部分区域气-海温差在-0.5~0 ℃之间，7日08时黄海西南部海域海雾区气-海温差范围为-0.5~0.5 ℃，与文献[9]中平流雾成雾的温差条件不完全一致。

由低层气温差分布来看，6日08时(图 12a)，黄海南部海域925 hPa和1 000 hPa温差最大在0~2 ℃之间，925 hPa以下有弱的逆温层；7日08时(图 12b)，黄海中南部海域低层稳定性加强，925 hPa和1 000 hPa最大温差达到3~5 ℃，大值区分布在黄海西南部海域，与雾区范围对应。之后逆温进一步增强并向北推进，海雾也随之向北推进至黄海北部和山东半岛南部沿岸海面。

2.3 热带气旋 2.3.1 西北太平洋和南海热带气旋

2022年春季，西北太平洋和南海有2个台风生成，与1949—2021年多年同期平均值(2.1个，其中3—5月该海域生成台风个数的平均值分别为0.4个、0.7个和1.0个)基本相当。

2022年第1号台风“马勒卡”(Malakas)于4月8日上午在菲律宾以东洋面生成(图 13)，随后向西北方向移动，强度逐渐加强，12日17时加强为强台风后转向东北方向，14日02时达到其峰值强度，中心附近最大风速达50 m·s^-1(15级)，之后强度逐渐减弱，于15日晚上在西北太平洋洋面变性为温带气旋。受“马勒卡”与冷空气的共同影响，14—16日，东海、台湾海峡、台湾以东洋面出现了7~8级东北风。2022年第2号台风“鲇鱼”(Megi)于4月10日凌晨在菲律宾中部东侧近海海面生成，随后于当日07:30在菲律宾中部东萨马省吉万市卡利科安岛登陆，登陆时中心附近最大风力为8级(20 m·s^-1)。虽然“鲇鱼”强度弱，中心附近最大风力仅为8级，但登陆菲律宾中部前后，其环流及减弱后的残涡长时间(近72 h)在菲律宾中部附近回旋少动，给菲律宾中部部分地区带来强降雨，并引发山体滑坡等气象次生灾害，造成重大人员伤亡，据菲律宾国家减灾委的数据，“鲇鱼”共造成超过200万人受灾，因灾死亡214人、失踪132人。

2.3.2 全球其他海域热带气旋概况

2022年春季，西北太平洋和南海之外的其他海域共有12个热带气旋生成，较历史同期平均值偏少5.7个，其中：西南太平洋3个、西南印度洋5个、东南印度洋及澳大利亚附近海域2个、北印度洋和东北太平洋各1个(表 4)，北大西洋未生成。与1991—2020年历史同期平均值对比来看，北大西洋与同期平均值(0个)持平，西南太平洋较同期平均值(8个)偏少5个，南印度洋(含西南印度洋、东南印度洋及澳大利亚附近海域)较同期平均值(8个)偏少1个，北印度洋与同期平均值(1个)持平，东北太平洋较同期平均值(0.7个)偏多0.3个。

3 海洋概况 3.1 浪高

2022年春季，我国近海有效波高在2.0 m以上的海浪过程有12次(表 5)，大浪过程基本与海上大风过程相对应，但是大风过程的时间与大浪过程并不完全一致，浪高的大小受风时、风区、波浪的成长与传递以及地形等因素影响。

3月，我国近海大于2.0 m浪高的过程有5次，日数为17 d。4月，大于2.0 m浪高的过程为3次，日数为15 d(含3月31日)。5月，大于2.0 m浪高的过程4次，日数为12 d。2022年春季，我国近海大浪总日数为44 d，占总日数的48%。

由浪高场的月平均分布(图 14)来看，2022年春季，我国近海海域浪高较小，近海海区平均浪高在2.0 m以下。3月(图 14a)，平均浪高的大值区在东海南部海域、台湾东南洋面、巴士海峡和南海东北部海域，最高达到1.4 m以上，东海北部海域、台湾海峡、台湾以东洋面、南海西北部和中南部海域的浪高在1.0 m以上，其他海域的浪高均在1.0 m以下。4月(图 14b)北部海域平均浪高比3月略有减小，台湾海峡以南海域，浪高平均值较3月有所增高，北部湾、巴士海峡等海域的平均有效波高均增加了0.4 m左右。5月(图 14c)，我国近海各海区的平均浪高较4月整体减弱，尤其是巴士海峡和南海北部海域的浪高下降明显。总体来看，2022年春季，浪高的大值区主要在东海南部、台湾海峡、台湾以东洋面、巴士海峡、南海北部等海域，从逐月变化上来看，4月浪高最高。

3.2 海面温度

我国近海海域南北跨度大，海面温度南北差异也大，2022年3月，渤海平均海面温度在3~4 ℃之间(图 15a)，南海南部海面温度高达28 ℃以上，南北海面温度差达24 ℃；黄海的海面温度自北至南为4~10 ℃，渤海到黄海南部海面温度变化不是很大，但在东海海域呈现较为密集的等温线分布，等温线自东北向西南方向伸展，东海南部海面温度达到22 ℃左右。

2022年春季海面温度逐月变化(图 15)显示，海面温度随月份逐渐升高，渤海、黄海北部海域4月和5月的海面温度分别为8 ℃和13 ℃左右(图 15b、c)，南海南部海域为29~30 ℃，4月和5月南北海面温度差由21 ℃减小为17 ℃。4、5月，东海仍是海面温度梯度变化较大的海域，由升温幅度来看，北部海域升温快于南部海域。

由逐月平均海面温度的距平场(图 16)可以看到，2022年春季我国近海除台湾海峡和南海北部沿岸海域外，其他海域海面温度整体较常年平均偏高。3月(图 16a)，渤海、黄海大部、东海及南海海面温度较常年平均偏高1 ℃左右，海面温度异常偏高的区域为长江口附近海域，偏高1.5 ℃以上，台湾海峡偏低0.5 ℃左右；4月和5月(图 16b、c)，海面温度异常呈现大致相同的模态，渤海、黄海、东海北部海域较常年平均偏高，4月偏高1~1.5 ℃，5月偏高0.5 ℃左右，但东海南部、台湾海峡、南海西北部和北部湾较常年海面温度偏低0.5 ℃左右。

4 小结

2022年春季北半球极涡呈单极型分布，形状狭长，一端伸向加拿大的巴芬岛，一端伸向西伯利亚北部的北地群岛，极涡强度与历史同期相比差别不大。北半球中高纬度地区环流呈4波型分布，欧亚大陆为“两槽一脊”环流型。3月，东亚大槽较常年略偏弱，北方大部分地区及北部海域受西北气流控制；4月，东亚大槽加深，贝加尔湖以西的脊区加强北伸，高压脊区较历史同期偏强；5月，欧亚大陆中高纬环流调整为“两槽两脊”型，冷空气强度接近历史同期状况。具体天气总结如下：

(1) 我国近海出现12次大风过程，其中冷空气大风过程有4次，冷空气和温带气旋共同影响的大风过程有3次，入海温带气旋大风过程有4次，冷空气与热带气旋共同影响的大风过程1次，8级以上大风在近海各海区均有出现。

(2) 我国近海共出现10次比较明显的海雾过程，海雾过程数量为过去5 a(2017—2021年)的第三多年份，逐月海雾次数分别为：3月4次，4月3次，5月3次。

(3) 2022年春季西北太平洋和南海共有2个热带气旋生成，与历史同期相当，全球其他各大洋共有热带气旋12个，较常年同期偏少5.7个，其中南太平洋3个、南印度洋5个、北印度洋和东北太平洋各1个、澳大利亚附近海域2个，北大西洋无热带气旋生成。

(4) 我国近海浪高2.0 m以上的海浪过程有12次，出现总日数为44 d，大浪的海区主要分布在东海南部、台湾海峡、台湾以东和南海东北部等海域。

(5) 我国近海海域海面温度随月份逐渐升高，北部海域升温幅度大于南部海域，自北至南海面温度差逐渐减小，北部海区海面温度较常年平均偏高。