引言

本文主要分析2022年冬季(2022年12月—2023年2月，下同)北半球的大气环流特征及逐月演变对我国近海天气的影响，并对我国近海海域发生的主要灾害性天气进行分析总结。冬季，我国近海海域的主要灾害性天气是大风和海雾。除此之外，还分析了大浪过程、浪高和海面温度(以下简称“海温”)等气象、海洋要素在冬季的变化特征，并统计了西北太平洋和南海热带气旋以及全球其他海域热带气旋的基本情况。

所使用的资料包括：常规气象观测资料(含海上浮标和海岛观测等)、美国国家环境预报中心-能源部(National Center for Environmental Prediction-Department of Energy，NCEP-DOE)再分析资料^[1]、欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF)第五代大气再分析资料(ECMWF Reanalysis v5，ERA5)^[2]、美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA)最优插值海温数据(Optimum Interpolation Sea Surface Temperature，OISST)^[3]、中央气象台实时台风定位定强数据、美国联合台风警报中心(Joint Typhoon Warning Center，JTWC)全球热带气旋最佳路径数据资料等。文中涉及的海上大风及大浪过程的统计标准与文献[4-9]相同。

1 环流特征与演变 1.1 环流特征

由2022年冬季500 hPa平均位势高度场(图 1a)和位势高度距平场(图 1b)可以看出，冬季北半球极涡呈偶极型分布，极涡主体分别位于加拿大北部伊丽莎白女王群岛附近及亚洲北部鄂霍次克海附近的俄罗斯远东地区，极涡中心偏向西半球，位于格陵兰岛西部与伊丽莎白女王群岛附近上空。其中加拿大北部的极涡中心位势高度低于504 dagpm，中心及附近区域以弱的正距平为主，表明极涡强度接近常年同期或略偏弱；亚洲俄罗斯远东地区极涡中心值低于508 dagpm，中心及附近区域存在明显的负距平，中心距平值在-6 dagpm以下，表明极涡中心较常年同期偏强。北半球中高纬呈3波型分布，长波槽分别位于美洲中东部、欧洲西部及亚洲东部地区。结合距平场分布(图 1b)可以看出，西西伯利亚及东欧平原地区500 hPa位势高度呈正距平，脊偏强；鄂霍次克海附近呈明显的负距平，东亚大槽较常年同期显著偏强，我国东北大部地区为负距平控制，低槽深厚有利于引导冷空气南下，造成冷空气强度强、影响范围广、降温幅度大；西北太平洋副热带高压(以下简称“副高”)范围较小，西伸脊点位于146°E附近，较常年同期偏东，强度略偏弱。

1.2 环流演变对我国近海天气的影响

图 2—4分别给出了2022年12月、2023年1月和2月欧亚地区500 hPa月平均位势高度场以及海平面气压场的环流演变。2022年12月(图 2a)，欧亚大陆及西北太平洋海域的中高纬环流呈现“两槽一脊”型分布，脊区主要位于东欧平原至乌拉尔山一带，高压脊附近对应明显的位势高度正距平，表明高压脊较常年同期明显偏强，有利于冷空气的堆积。东亚大槽主要位于鄂霍次克海至日本海一带，低涡中心位于60°N、140°E附近，中心值低于512 dagpm，槽区附近存在弱的位势高度负距平，表明东亚大槽较常年同期略有偏强，有利于引导冷空气南下。东亚地区中高纬环流经向度大，我国北部及东部海域基本位于500 hPa槽后，受西北气流控制，冷空气活动频繁；低纬地区南支槽偏东，有利于我国东南部海域的水汽输送。副高西脊点较常年同期位置偏东，强度偏弱^[10]。由海平面气压场和距平分布(图 2b)可以看出，我国大部地区及近海海域受高压系统控制，高压主体位于里海至蒙古高原一带，高压中心强度超过1 037.5 hPa，伴有明显的正距平，较常年同期明显偏强。受上述系统影响，12月影响我国的冷空气活动频繁，近海海域共出现5次明显的大风天气过程，且均为冷空气大风过程。

2023年1月，欧亚地区中高纬环流呈“一槽一脊”型分布，槽脊位置较2022年12月变化不大，但较为平直。脊区附近仍伴有较明显的正距平，表明高压脊较常年同期偏强。500 hPa低涡较12月加强并沿西北—东南向发展，中心位置变化不大，中心值低于504 dagpm，且低涡主体对应显著的负距平，表明低涡强度较常年同期明显偏强，有利于冷空气势力的发展(图 3a)。由1月海平面气压场及距平分布(图 3b)可以看出，我国大部地区及近海海域仍受高压系统控制，但受其西北侧地面低压东移加深发展的影响，高压主体北侧向南收缩，中心强度超过1 035 hPa，范围明显减小，且影响我国近海的高压系统东南部呈负距平，表明冷空气势力较常年同期略偏弱。受上述系统影响，1月我国近海海域共出现4次冷空气大风天气过程，其中1次受冷空气与温带气旋共同影响。另外，1月我国近海海域出现3次明显的海雾过程。

2023年2月，欧亚地区中高纬槽脊较1月明显东移发展，呈“两槽一脊”型分布(图 4a)。脊区位于贝加尔湖以西地区，伴有位势高度正距平，对应高压脊向东北方向发展，并较常年同期偏强；东亚大槽移至日本东部海域，低涡强度略有减弱，中心值低于508 dagpm，中心附近呈位势高度负距平，对应低涡强度较常年同期偏强。东亚大槽相较1月明显加深，但槽区存在位势高度正距平，表明东亚大槽较常年同期偏弱，我国北部海域处于槽后西北气流的控制下，受冷空气影响频繁。由2月海平面气压场及距平场(图 4b)可以看出，我国大部地区及北部和东部海域仍受高压系统控制，高压主体范围继续收缩，强度继续减弱，中心东移至蒙古高原，中心气压超过1 030 hPa，高压系统东南侧影响我国近海海域的距平场呈正距平，表明影响我国海域的冷空气势力较常年同期略偏强。受上述系统影响，2月我国近海共出现6次明显的大风天气过程，其中4次与冷空气影响有关，2次由温带气旋造成。

2 我国近海天气分析 2.1 大风过程 2.1.1 概况

2022年冬季，我国近海出现15次8级以上大风过程，其中冷空气大风过程为10次，温带气旋大风过程为2次，冷空气与热带低值系统共同影响的大风天气过程为1次，冷空气和温带气旋共同影响的大风过程为2次(表 1)。大风日数达61 d(包含被计入2022年秋季的11月28日—12月2日大风过程^[11])，占冬季总日数的67.8%。

2.1.2 2022年12月16—18日大风过程分析

12月16—18日，我国大部地区及近海海域经历了一次冷空气天气过程，受其影响，渤海、渤海海峡、黄海大部海域、东海大部海域、台湾海峡、台湾以东洋面、巴士海峡、南海大部海域、琼州海峡、北部湾出现7~9级、阵风10~11级的大风。

由500 hPa位势高度场、海平面气压场以及10 m风场的演变(图 5)可以看到，此次冷空气过程为横槽转竖型，冷空气经西北路径影响我国大部地区。由12月12日08时500 hPa位势高度场及海平面气压场(图 5a)可见，贝加尔湖以北地区至乌拉尔山存在东北—西南向的长波脊，对应地面有高压系统发展，贝加尔湖东北地区上空存在切断低涡。13—15日，自新地岛以南地区东移的小槽与东亚地区极涡西伸冷空气汇合形成横槽，同时乌拉尔山附近高压脊不断东移发展，形成阻塞高压，横槽持续发展并南压至蒙古国境内(图略)，冷空气堆积。16日08时(图 5b)，横槽分裂冷空气已影响我国北方地区，蒙古国境内横槽继续南压至我国边境，地面冷高压控制我国北部及中部地区，中心强度超过1 050 hPa。16—17日(图 5c)，阻塞高压崩溃，横槽转竖，地面冷高压南下控制我国大部地区及近海，冷空气迅速影响我国大部地区，近海从渤海至南海大部海域自北向南先后出现7~9级、阵风10~11级的大风，与此同时，我国中东部大部地区降温超过10 ℃。18日(图 5d)，高空槽继续东移，地面高压系统减弱，冷空气对我国近海的影响趋弱，近海海域风力逐渐减弱至6~8级、阵风9~10级，大风过程基本趋于结束。

2.2 海雾 2.2.1 概况

2022年冬季，我国近海出现4次较明显的海雾过程(至少1个海区出现大范围能见度低于1 km的大雾)，其中1月出现2次，2月出现2次(含1月31日)(表 2)。2022年冬季的海雾过程多发生在我国南部海域，主要集中在北部湾、琼州海峡及雷州半岛沿岸海域，仅有1次发生在渤海、黄海西部至东海西北部海域，海雾过程持续时间在2~3 d。冬季是北部湾及琼州海峡海雾的多发季节，雾区大多处于均压场控制下，配合偏东暖湿气流移动到较冷的海面，利于在该海域形成平流冷却雾；而北部海域由于冬季冷空气活动频繁，不利于出现海雾过程。

2.2.2 2023年1月12—15日北部海域海雾过程

2023年1月12—15日，我国北部海域出现一次较明显的海雾过程。通过Himawari-9卫星可见光云图(图 6)可以看到，此次海雾过程影响渤海、渤海海峡和黄海大部海域，以及东海北部部分海域，并伴随不同环流系统的影响存在一定的日变化及生消发展演变过程。海雾在可见光云图上在没有低云遮挡时表现为白色云区，具有纹理光滑、分布均匀、边界清晰的特征。12日凌晨，海雾在渤海南部、渤海海峡、黄海北部海域、山东及江苏沿岸海域生成(图 6a)，白天随着冷空气的影响，渤海、渤海海峡及黄海北部的雾区逐渐向南减弱消散(图 6b)，但同时随着从陆地东移的气旋入海，江苏及山东半岛西南部沿岸近海的雾区有所发展，走向与陆地边界一致(图 6c)。13日早晨，气旋移入黄海，海雾首先在气旋北部及东部发展(图 6d—e)，并伴随气旋的东移，午后海雾范围已逐渐覆盖整个黄渤海海域(图 6f)。14日早晨，冷空气开始影响我国北部海域，渤海、渤海海峡和黄海北部海域的海雾已向南收缩，黄海中部和南部海域仍被大范围海雾覆盖，同时伴随冷暖空气的交汇，黄海上空的中低云也自西向东逐渐发展(图 6g—i)。15日白天，冷空气不断南压，海雾自北向南减弱消散(图 6j—l)。

海雾的形成、发展和维持需要具备充足的水汽条件、适宜的海气温差(通常指2 m气温与海温的差值)以及较为稳定的低层大气层结条件，其中平流冷却雾通常需满足0.5~3.0 ℃范围内的海气温差^[12]，并且在大气边界层多有逆温或等温层存在。由高低层环流形势场及925 hPa相对湿度场的演变(图 7)可以看到，12日08时，我国渤海及黄海海域位于500 hPa槽前。海平面气压场上，渤海、黄海及东海海域位于高压后部，对应10 m风场上黄海中部和南部及东海北部的东南风持续将东海海域的水汽向北输送，在渤海海峡至黄海北部海域形成西南—东北向带状分布的高湿区域，渤海海峡、黄海北部及西部海域则对应较弱的偏南气流，风速较小且水汽条件充足，有利于海雾生成，对应925 hPa相对湿度80%以上的区域与雾区形状及面积分布基本一致(图 7a)。结合海气温差的分布(图 8a)可以看到，雾区对应海域的海气温差在0.5~2.0 ℃，海面温度略低于气温，利于低层大气中的水汽冷却凝结成雾。此后，陆地上有气旋东移入海，至13日08时，气旋完全移入海面，海雾在海面风力较弱的气旋东部及北部首先形成并逐渐发展，雾区范围与925 hPa高湿区基本对应(图 7b)，同时在黄渤海及东海的大部分海域均具备较好的海气温差条件(图 8b)，海雾区域的海气温差在0.5~2.5 ℃范围内，有利于平流冷却雾的发展，黄海中部部分海域海气温差低于0 ℃，对应该海域海雾暂未形成；由低层大气温差分布(图 9b)可以看到，在气旋西北部的渤海海峡、黄海北部及山东半岛南部沿岸海域，925 hPa与950 hPa的温差为正值，温差范围在0.5~2.0 ℃，表明该区域925 hPa以下有弱的逆温层存在，有利于海雾的发展和维持。14日08时，气旋已东移出我国近海，大陆地面高压的主体已开始影响我国北部海域，黄海北部和中部海域受较强的偏北风影响，高湿区向南收缩，黄海南部的925 hPa高湿区仍与海雾区域有较好的对应关系(图 7c)；受冷空气的影响，渤海至黄海中部的海气温差均为负值，最低海气温差低于-5.0 ℃，仅在江苏南部、浙江至福建沿岸海域以及东海中部部分海域有较为适宜的海气温差存在(图 8c)，同时在黄海中部及东南部海域、东海西北部海域有0~2.5 ℃范围的925~975 hPa逆温存在(图 9c)，低层稳定性的加强也是该区域海雾有条件得以维持的原因之一。此后，地面高压系统不断南压发展，至15日08时，我国北部至东部海域已完全被高压主体覆盖，黄海和东海大部海域均位于逐渐加大的偏北气流控制之下(图 7d)，受冷空气影响，渤海至东海海域的海气温差与低层温度层结也不再利于海雾的维持(图 8d、9d)，此次海雾过程基本结束。

3 热带气旋 3.1 西北太平洋和南海热带气旋概述

表 3为2022年冬季中央气象台热带气旋实时业务定强和定位简表。2022年冬季，西北太平洋和南海共生成1个台风(表 3)，较常年平均(1991—2020年平均)值(1.53个)偏少0.53个。

2022年第22号台风“帕卡”于12月11日23时在菲律宾以东洋面生成(图 10)，生成位置为127.2°E、18.4°N，随后向东北方向移动，强度缓慢加强。12日05时起转向偏东方向移动，于12日08时加强至其峰值强度，中心附近最大风速为23 m ·s^-1(9级)，中心海平面气压为990 hPa。之后逐渐减弱，并于12日20时停止编号。“帕卡”对我国近海基本无影响。

3.2 全球其他海域热带气旋概况

2022年冬季，除西北太平洋和南海之外，全球其他海域共生成热带气旋11个，较常年平均(15.33个) 偏少4.33个。其中，北印度洋为1个、西南印度洋为3个、东南印度洋及澳大利亚附近海域为4个、西南印度洋为3个，中北太平洋、东北太平洋和北大西洋无热带气旋生成(表 4)。同常年平均(1991—2020年平均)个数对比来看，北半球海域共生成1个，较常年平均(1.2个)偏少0.2个；南半球海域生成10个，较常年平均(14.13个)偏少4.13个。其中，东南印度洋及澳大利亚附近海域的Darian、Freddy以及南太平洋的Judy均已达到我国超强台风级强度。

4 海洋概况 4.1 浪高

通过分析ERA5再分析资料的浪高场，2022年冬季，我国近海浪高在2.0 m以上的海浪过程有17次(表 5)，这17次大浪过程基本与大风过程相对应，但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，因此大风过程的时间与大浪过程并不完全一致。

2022年12月，我国近海大于2.0 m浪高的过程有5次，12月的大浪日数达31 d(包含被计入2022年秋季的11月27日—12月3日大浪过程^[11])。2023年1月，大于2.0 m的浪高过程有5次，日数为29 d。随着季节转变以及冷空气活动的减弱，2023年2月，大于2.0 m的浪高过程有7次，日数减少到22 d。

由月平均浪高场分布(图 11)可以看出，2022年12月，随着冷空气活动的进一步增强和活跃，我国近海2.0 m以上浪高海域面积较大，东海大部海域、台湾海峡、台湾以东洋面、巴士海峡、南海大部海域的月平均浪高均在2.0 m以上，其中台湾海峡、巴士海峡、南海北部和中部海域的月平均浪高超过3.0 m。2023年1月，我国近海海域的浪高有所减小，2.0 m以上浪高海域范围有所南压，主要位于东海南部偏南海域、台湾海峡、台湾以东洋面、巴士海峡和南海大部海域，且大值区范围也明显减小，平均浪高极值减弱至2.8 m，极值区仅位于南海东北部海域和南海西南部的部分海域。2023年2月，随着冷空气活动的进一步减弱，2.0 m以上浪高海域范围明显收缩，各海区月平均浪高均明显减小，除巴士海峡和南海东北部的部分海域外，我国近海海域各个海区的月平均浪高均低于2.6 m。

4.2 海温

图 12和图 13分别给出了2022年冬季我国近海海温及其距平场的逐月分布演变。由逐月平均海温分布(图 12)可以看出，我国近海海域海温呈逐渐下降趋势，北部海域降温更为明显，渤海2022年12月海温在2~11 ℃，2023年1月下降至-1~7 ℃，2月进一步降低至-2~4 ℃。黄海2022年12月海温在5~16 ℃，2023年1月为0~14 ℃，2月为-1~12 ℃。东海海温平均每月降低1~2 ℃，降温幅度小于渤海和黄海，因此东海的海温梯度明显增大。南海海温的降温幅度不明显，南海东南部的最高海温维持在27~28 ℃。我国东部和南部海域海温呈西北—东南向梯度分布，海温最低的渤海与最高的南海东南部温差在冬季由26 ℃增大至30 ℃，南北温度差距明显。

由逐月平均海温距平分布(图 13)来看，2022年12月，我国近海大部海域呈明显的正距平，海温较气候态偏高；渤海湾、莱州湾、辽东湾、黄海东部沿岸海域、东海西部沿岸海域、台湾海峡、南海北部沿岸海域及北部湾北部海域海温较气候态略偏低。2023年1月的海温距平分布较12月变化不大，沿岸海域负距平区的范围和强度略有增大。2023年2月，渤海、渤海海峡、黄海北部和中西部海域、黄海东部沿岸海域、东海北部和西南部沿岸海域、台湾海峡、南海东北部沿岸海域、北部湾西部海域均呈较明显的负距平，海温较常年同期偏低，与2月影响我国海域的冷空气势力较常年同期略偏强相对应。

5 小结

2022年冬季，北半球极涡呈偶极型分布，中高纬呈3波型。欧亚大陆中高纬环流的经向度较大，冷空气势力整体较常年同期偏强，尤其是2022年12月和2023年2月的冷空气活动较为频繁。具体天气总结如下：

(1) 我国近海出现15次8级以上大风过程，其中冷空气大风过程为10次，温带气旋大风过程为2次，冷空气与热带低值系统共同影响的大风天气过程为1次，冷空气和温带气旋共同影响的大风过程为2次。

(2) 我国近海出现4次较明显的海雾过程，多发生在我国南部海域，主要集中在北部湾、琼州海峡及雷州半岛沿岸海域，仅有1次发生在我国北部海域，海雾过程持续时间通常在2~3 d。

(3) 西北太平洋和南海共生成1个热带气旋；全球其他海域共生成热带气旋11个，分别为北印度洋1个、西南印度洋3个、东南印度洋及澳大利亚附近海域4个、西南印度洋3个。中北太平洋、东北太平洋和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17次，大浪的海区主要集中在东海、台湾海峡、台湾以东洋面、巴士海峡、北部湾及南海。

(5) 2022年冬季，我国近海海域呈逐渐降温的过程，且北部海域的降温幅度明显大于南部海域，海温的南北温差由26 ℃逐渐增大至30 ℃。