青島日?qǐng)?bào)社/觀海新聞?dòng)?還記得2021年1月7日，青島海域出現(xiàn)的“海浩”奇觀嗎？近海海域像“開了鍋”，海面上“蒸汽騰騰”，仿佛海水被煮沸了一般；船只、海島影影綽綽，仿佛置于云層之上，如夢(mèng)如幻。這一罕見奇觀被稱為“海浩”現(xiàn)象。中科院海洋研究所研究員李曉峰團(tuán)隊(duì)融合數(shù)種在軌衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)“海浩”現(xiàn)象的相關(guān)熱力學(xué)、生物學(xué)以及動(dòng)力學(xué)過程進(jìn)行了綜合觀測(cè)分析，并利用區(qū)域海洋氣象耦合模型準(zhǔn)確模擬出了該現(xiàn)象。相關(guān)研究近日發(fā)表于專業(yè)刊物《大氣科學(xué)雜志》。

2021年1月7日，青島海域曾出現(xiàn)“海浩”奇觀。 孫啟孟 攝（資料圖片）

揭開“海浩”現(xiàn)象成因

研究發(fā)現(xiàn)，冬季強(qiáng)寒流誘發(fā)的上升流彌補(bǔ)了因氣溫急劇下降損失的海洋上層熱量，使當(dāng)日最大海氣溫差達(dá)到近20℃。在巨大的海氣溫差和對(duì)應(yīng)的相互作用下，海水快速蒸發(fā)，使得海面附近的水蒸氣接近飽和。這是產(chǎn)生“海浩”現(xiàn)象的主要原因。

李曉峰介紹，“海浩”現(xiàn)象發(fā)生是由熱力不穩(wěn)定因素所主導(dǎo)的，而非動(dòng)力因素引導(dǎo)。熱力學(xué)不穩(wěn)定促進(jìn)了表層海水的蒸發(fā)。“海浩”現(xiàn)象的出現(xiàn)通常需要“凝結(jié)核”和“溫度差”兩個(gè)條件，即海面存在較大的海氣溫差，空氣中又有一定含量的細(xì)小顆粒充當(dāng)凝結(jié)核。

具體來講，相比于空氣，海水比容較大，在失去同樣的熱量情況下，溫度降幅遠(yuǎn)小于空氣。所以，在持續(xù)的強(qiáng)風(fēng)作用下，海水被加速攪拌，使得下層相對(duì)溫暖的水體不斷往海面翻轉(zhuǎn)、補(bǔ)充。自2021年1月6日起，受強(qiáng)冷空氣影響，青島市出現(xiàn)強(qiáng)烈的大風(fēng)降溫天氣，并發(fā)布了寒潮黃色預(yù)警信號(hào)，最低溫度達(dá)-16℃。而當(dāng)海面上方的氣溫突然降到-10℃以下時(shí)，由于海水溫度高于空氣，海面蒸發(fā)的水汽遇到冷空氣后迅速凝結(jié)為冰晶，形成的冰晶在海洋表面受到風(fēng)和暖水汽的共同作用隨風(fēng)飄散，這就使海面看起來“蒸汽騰騰”，呈現(xiàn)出“白茫茫云霧”的現(xiàn)象，就形成了“浩氣”。

利用模型模擬研究

中科院海洋研究所研究員李曉峰團(tuán)隊(duì)將化學(xué)氣溶膠輻射傳輸模塊嵌入耦合模型中發(fā)現(xiàn)，0.5—1.5微米的海鹽粒子作為主要凝結(jié)核隨著蒸發(fā)過程釋放到低空大氣中，促進(jìn)了“海浩”的形成，同時(shí)這也使得當(dāng)日PM2.5含量增加了50%。

除此之外，針對(duì)“海浩”現(xiàn)象呈現(xiàn)出的海面特殊粗糙紋理特征，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新型圖像分析方法——SAR橢圓形長(zhǎng)度算法。結(jié)果表明，離岸線越遠(yuǎn)，大氣不穩(wěn)定性越強(qiáng)，使得底層大氣對(duì)流不斷發(fā)展，形成了更大的海面細(xì)胞紋理結(jié)構(gòu)。

據(jù)了解，這種“海浩”現(xiàn)象青島近海曾在2016年1月、2020年12月出現(xiàn)過，當(dāng)時(shí)的氣溫也是達(dá)到了-15℃且有強(qiáng)風(fēng)過程。當(dāng)太陽出來，陸地回溫提升較快，大氣與海水溫差縮小，“海浩”現(xiàn)象就會(huì)逐漸消失。許多人對(duì)“海浩”一詞感到既陌生又新鮮，但早在2015年，“海浩”一詞就已見諸報(bào)刊了。2015年11月，遼寧大連的媒體曾刊發(fā)《獐子島海域出現(xiàn)“海浩”奇觀》，中國(guó)海洋大學(xué)海霧研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過搜索發(fā)現(xiàn)，這是在國(guó)內(nèi)首次使用“海浩”一詞，“海浩”并不是海面上的一種新的大氣現(xiàn)象，而是發(fā)生在嚴(yán)寒天氣條件下我國(guó)北部近海的平流蒸發(fā)霧（或蒸汽霧）。