温、盐是海水重要的物理特性之一。海洋盐度与沿岸径流、蒸发和降水的关系密切，是海洋学的物理参数之一，对海洋环流和气候变化有重要的影响^[1]。深入研究海水温、盐等水文特征对于促进河北省的渔业养殖和港口航道发展具有重要的意义。

渤海地处东亚季风区，水浅，热容量低，受局地海气相互作用的影响较大^[2]。赤道东太平洋水温对渤海水温有重要的影响且具有时滞性，冬季海温异常高于夏季^[3]。渤海表层水温存在明显的年际变化，对ENSO事件有较好的响应，与东亚季风的年际变率存在较好的一致性^[2]。渤海海温在近30年来呈明显的上升趋势，受陆地影响显著，对气温响应大^[4]。渤海温、盐度对气候因子和径流量变化等因素响应很快，气候因子（如风、气温）等对海洋水文要素的季节变化贡献很大^[5]。Antonov等^[6]和Boyer等^[7]指出全球盐度的变化主要发生在表层。鲍献文等^[8]认为渤海表层水温主要受太阳辐射和邻近大陆气候的影响。吴德星等^[9]指出渤海盐度近年来存在明显升高的趋势，该变化主要受黄河入海流量影响。马超等^[10]认为渤海盐度存在5～6年的年际变化特征，该变化主要由蒸发降水的年际变化造成，与北太平洋年代际变化有关。渤海沿岸表层温、盐存在一定的地域性差异和明显的季节性变化特征^[11]。

海洋站是获取沿岸海洋水文数据的传统方式，也是我国最重要和最基本的海洋观测方式之一，所获取的数据质量可靠^[11]。本文基于河北省沿岸海洋站数据，分析了沿岸的温、盐变化特征，为海洋防灾减灾提供科学依据。

1   材料与方法

本文所用数据资料主要来自河北省4个岸基海洋监测站观测的表层水温、表层盐度。4个海洋监测站分别为秦皇岛、唐山三岛、曹妃甸和黄骅海洋监测站。秦皇岛站、曹妃甸站、黄骅站的表层温度资料时间跨度为2013－2019年，唐山三岛站的表层温度资料时间跨度为2015－2019年，秦皇岛站、曹妃甸站、黄骅站、唐山三岛站的表层盐度资料时间跨度分别为1998－2019年、2013－2019年、2013－2019年、2015－2019年。本文选取了各个站的整点数据，对数据进行质量控制。同时，选取了秦皇岛站、曹妃甸站、黄骅站3个海洋站的降水数据，时间跨度为2013－2019年；降水资料采用TRMM雷达降水资料，时间跨度为1998－2018年。黄河入海径流量年平均数据，时间跨度为1998－2018年。

2   结果与结论

2.1   表层温度变化

2.1.1   年平均表层水温地域分布

表层水温的变化主要受热平衡状况、地理环境、洋流、气候条件等影响^[9]。河北省沿岸海域水温受陆地气温影响较大。

分析河北省各海洋站在2013－2019年的表层水温观测资料发现，河北省4个海洋站累年平均表层水温在地域分布上表现为由南向北递减的趋势，这主要与太阳辐射的南北差异以及各海洋站所处的地理和海洋环境不同有关。黄骅海洋站位于西南部，表层水温最高，达14.3 ℃；秦皇岛海洋站位于河北省的东北部，表层水温最低，为13.2 ℃（表1）。曹妃甸区位于古滦河口，最大水深达36 m，受水深影响，曹妃甸区域的累年平均表层水温略高于秦皇岛，为13.4 ℃。唐山三岛站所处海域水深较浅，水温易受气温的影响，相较于曹妃甸站，表层水温略高。

表  1  河北省各海洋站累年平均表层水温

Tab.  1  Sea surface temperature of gauge stations at Hebei coast

站名	累年平均表层水温/℃
秦皇岛	13.2
唐山三岛	13.8
曹妃甸	13.4
黄骅	14.3

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2.1.2   月平均表层水温季节分布

综合分析表2和图1，河北省各海洋站月平均表层水温具有明显的季节性变化特征。

冬季（1月、2月、12月），各海洋站表层水温达到全年最低。4个海洋站中，唐山三岛海洋站表层水温最低值出现在1月（−0.8 ℃），其他3个海洋站均在2月达到全年最低值（−0.1 ℃～1.4 ℃）。

春季（3月—5月），因太阳高度角增大，太阳辐射量增加，各个海洋站的表层水温逐步增温，其中唐山三岛海洋站最高，曹妃甸海洋站最低。唐山三岛海洋站的增温速率最大，而曹妃甸海洋站的增温速率最小。

夏季（6月—8月），太阳辐射最强，气温不断升高，各海洋站的表层水温达到全年最高，均在8月达到全年最大值（25.4 ℃～28.2 ℃）。比较4个站表层水温，发现唐山三岛和黄骅海洋站水温较高，秦皇岛站次之，曹妃甸站最低。曹妃甸站表层水温在夏季低于其他海洋站主要是受水深的影响，增温速率小。

秋季（9月—11月），各海洋站的表层水温明显下降。4个海洋站中唐山三岛站的表层水温降温速率最大，曹妃甸站降温速率最小。

综合4个海洋站水温的季节分布特征，全年水温最低值出现在唐山三岛站，最高值出现在黄骅站。在增温与降温期，唐山三岛站的水温变化最快、年较差最大；曹妃甸站的水温变化最慢、年较差最小。

表  2  河北省各海洋站累年各月平均表层水温及年较差（单位：℃）

Tab.  2  The monthly average sea surface temperature and annual range of gauge stations at Hebei coast (Unit: ℃)

站名	月份												年较差
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
秦皇岛	0.1	−0.1	3.7	9.8	16.0	21.1	25.1	26.8	24.3	17.7	10.2	3.6	26.9
唐山三岛	−0.8	−0.1	5.7	12.3	19.2	23.8	27.3	27.8	24.0	16.6	8.3	1.3	28.6
曹妃甸	2.5	1.4	3.6	7.9	13.3	18.8	23.0	25.4	24.7	20.1	13.7	7.0	24.0
黄骅	0.7	0.6	4.5	11.1	18.1	23.7	27.5	28.2	24.6	18.1	11.0	3.8	27.6

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图  1  河北省各海洋站月平均表层水温季节变化

Fig.  1  The monthly average sea surface temperature of gauge stations at Hebei coast

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2.1.3   表层水温变化趋势

由于气候条件的不同，表层水温存在明显的年际变化，受全球气候变暖的影响，渤海沿岸表层水温升温明显。由图2、图3、图4和图5、图6可知，河北省沿岸4个海洋站的表层水温存在明显的年际变化，月平均表层水温有逐年上升的趋势，其中秦皇岛站、曹妃甸站表层水温在2013年最低。

图  2  秦皇岛海洋站历年月平均表层水温变化

Fig.  2  The monthly average sea surface temperature of Qinhuangdao gauge stations

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图  3  曹妃甸海洋站历年月平均表层水温变化

Fig.  3  The monthly average sea surface temperature of Caofeidian gauge stations

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图  4  黄骅海洋站历年月平均表层水温变化

Fig.  4  The monthly average sea surface temperature of Huanghua gauge stations

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图  5  唐山三岛站历年月平均表层水温变化

Fig.  5  The monthly average sea surface temperature of Tangshansandao gauge stations

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河北省沿岸表层水温与气温存在明显的相关性，相关系数达到0.93，反映了河北省沿岸表层水温对海气相互作用的响应。

图  6  四个海洋站表层水温在2013—2019年变化趋势

Fig.  6  The trend of sea surface temperature at gauge stations of Hebei coast from 2013 to 2019

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2.2   表层盐度变化

2.2.1   年平均表层盐度变化

影响表层海水盐度变化的主要因素包括蒸发、降水、陆地径流以及结冰和融冰^[12-13]，河北省沿岸海域陆地径流较多，其中黄骅站靠近黄河和滦河入海口处。冬季，河北省沿岸偏北风强、蒸发大，降水以及径流少，表层盐度达到全年最高。夏季，降水以及径流多，蒸发小，表层盐度达到全年最低。

由表3各站累年平均表层盐度数值可知，盐度最高为唐山三岛站（31.8），最低为黄骅站（29.3）。

表  3  河北省各海洋站累年平均表层盐度

Tab.  3  Sea surface salinity of gauge stations at Hebei coast

站名	累年平均表层盐度
秦皇岛	30.7
唐山三岛	31.8
曹妃甸	31.0
黄骅	29.3

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2.2.2   月平均表层盐度季节变化

影响表层海水盐度变化的主要因素包括蒸发、降水、陆地径流以及结冰和融冰，结合表4与图7的数据统计，河北省4个海洋站的各月平均表层海水盐度具有明显的季节分布特征。各个海洋站盐度的季节变化特征存在一定差异，不同月份的差异也较大，但总体呈现出冬季高，夏季低的趋势。冬季盐度值高点集中在12月，夏季盐度最低值多出现在8月、9月。春季和秋季为盐度的过渡期，4个海洋站基本从4月到9月为盐度下降期，从10月到次年3月为盐度上升期。4个海洋站月平均表层盐度年较差也不同，最大为黄骅站（2.3），最小为曹妃甸站（0.6）。

表  4  河北省各海洋站累年各月平均表层盐度及年较差

Tab.  4  The monthly average sea surface salinity and annual range of gauge stations at Hebei coast

站名	月份												年较差
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
秦皇岛	30.8	30.9	31.0	30.9	30.8	30.8	30.3	29.8	30.2	30.5	31.1	31.2	1.4
唐山三岛	31.7	31.4	31.9	32.4	32.9	32.3	31.4	30.6	31.1	31.8	32.1	32.0	2.3
曹妃甸	31.1	31.1	31.0	31.0	31.2	31.3	31.1	30.9	30.8	30.7	30.8	31.1	0.6
黄骅	29.3	29.5	29.3	29.4	29.4	29.8	28.8	28.0	28.0	29.5	30.0	30.1	2.1

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图  7  河北省各海洋站月平均表层盐度季节变化

Fig.  7  The monthly average sea surface salinity of gauge stations at Hebei coast

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总之，河北省海洋表层盐度的季节性变化规律不明显，总的趋势与水温的季节变化相反，呈冬季高、夏季低的趋势。

2.2.3   表层盐度变化机制分析

由图8可知，4个海洋站月平均表层盐度在2013－2019年的年变化趋势与表层水温的变化趋势一致，均呈小幅度上升趋势。刘昌明等分析得出黄河径流量在1940－1970年相对稳定，1980－2000年下降趋势显著，2000年后出现略微上升的趋势^[14]。

图  8  河北省沿岸4个站位的表层盐度2013－2019年期间的变化趋势

Fig.  8  The trend of sea surface salinity at gauge stations of Hebei coast from 2013 to 2019

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秦皇岛表层盐度的年平均值变化和黄河径流量的相关系数达到0.54，两者呈负相关关系，表层盐度对黄河径流量的响应存在一年的滞后，秦皇岛表层盐度的历年变化受黄河径流量的影响。秦皇岛表层盐度在1998－2003年和2012－2018年存在咸化趋势（图9），平均盐度分别上升了2.3、2.6，降水均呈增加趋势，说明降水对盐度的咸化趋势无贡献。黄河径流量在1998－2002年低于常年平均值（1987－2000年：139.57亿m³），下降了66.9亿m³，而在2012－2017年高于常年平均值，下降了194.52亿m³。上述研究说明，秦皇岛表层盐度的咸化受黄河径流量的影响，2003－2012年有明显的淡化趋势（图9），可见这种明显的淡化趋势和黄河径流量的明显增加有关。上述结论与吴德星等^[9]提出的渤海表层盐度变化主要受黄河径流量的影响一致；石强^[15-16]也分别对渤海冬、夏两季温盐年际变化分析得出，黄河口年径流量是影响渤海冬季及夏季盐度年际变化的主要因素。

图  9  秦皇岛表层盐度和黄河径流量年平均值1998－2018年的长期变化趋势

Fig.  9  The yearly average sea surface salinity at Qinhuangdaogauge stations and the runoff of the Yellow River from 1998 to 2018

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3   结 论

（1）海洋站观测的表层海水温度和盐度数据稳定、可靠，存在明显的季节变化特征。

（2）河北省沿岸海域表层水温的分布受气温的影响较大，而表层盐度变化主要受黄河径流量的影响。