南海海表温度与热带气旋相互作用对渔业活动的影响

《Tropical Cyclone Research and Review》：The Impact of Interactions Between Sea Surface Temperature and Tropical Cyclones on Fisheries Activities in the South China Sea

　　

本研究整合了2013年至2024年来源于自动识别系统（AIS）记录的热带气旋、海表温度（SST）与渔业活动数据，采用热点分析、经验正交函数（EOF）分解及小波相干分析，从时空双视角探究南海热带气旋、SST与渔业活动的相互作用。结果表明，南海渔业热点主要分布于西部沿岸，集中于珠江口、北部湾及盆地中西部，其中珠江口受热带气旋影响最强，北部湾与中西部受影响较弱。空间交互上，夏秋季东海区较高SST提供热通量与水汽促进热带气旋生成增强；气旋西移加强上升流，形成季节性上升流渔场并促使渔业热点聚集，同时上升流致西部沿岸局地降温。时间维度上，热带气旋、SST与捕捞努力量交互受夏季风与厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）共同驱动的海-气耦合机制调控：热带气旋（主要受夏季风调节）短期增强上升流与初级生产力从而提升捕捞努力量，而热带气旋与捕捞努力量对ENSO-夏季风联合作用的SST变率呈滞后响应。研究为南海渔业生产与管理提供科学依据。

研究背景与立项依据：南海是全球生物生产力最高的海域之一，生物多样性高、生态系统复杂、渔业资源对环境变率敏感；同时它是西北太平洋热带气旋（TC）高频通道与重要生成区。已有研究多聚焦热带气旋对渔业的单向直接冲击或单事件分析，关于TC–SST海气耦合对全南海渔业的长期影响机制尚不明晰。为此，研究人员整合2013–2024年AIS渔船活动、CMA最佳路径TC资料与Copernicus月尺度SST数据，从时空双维度解析TC、SST与捕捞努力量交互机制，服务于南海渔业生产与管理决策。《Tropical Cyclone Research and Review》刊发此项工作。

主要技术方法概览（不超250字）：研究人员构建南海（5–22°N, 105–123°E）样本队列，渔业努力量以船舶功率×作业时长量化；TC达热带风暴级即计入频次与累积气旋能量（ACE）；SST计算距平场。空间上采用Getis–Ord Gi*热点分析与IDW插值刻画渔业冷热点与ACE格局；时间上对该SSTA场做EOF分解提取空间模态与主成分（PC），并对月度渔业努力量（一阶差分去趋势）、ACE与PC标准化后，使用Morlet小波相干（R biwavelet包，1000次蒙特卡洛显著性检验）揭示多变量局地共振与相位滞后。

研究结果

2.1 年/月尺度统计：2013–2024年南海共122个达热带风暴级以上TC。渔业努力量总体上升，2022年前缓增、其后陡增；ACE于2022–2024同步上行，2022后转为“低频高强”型（2023尤甚）。月尺度上TC高峰7–11月，渔业高峰8–12月，4月次高峰无TC。

2.2 空间分析：渔业热点西聚东冷，ACE呈东北高西南低梯度；三大热点为珠江口（ACE多>800 m²·s^-2）、北部湾与中西部（多<500 m²·s^-2）；东北TC强影响区仅零星热点。

2.3 EOF分析：前三维解释68.9%方差。EOF1（50.4%）东正西负，PC1呈3–4年准周期，关联ENSO；EOF2（10.7%）西北正东南负，PC2夏秋负位相为主，表征季节变率；EOF3（7.8%）东北正西南负，PC3于2020前后由负转正确立年代际反转。

2.4 小波相干：ACE滞后于PC1/PC2/PC3（0–4月或2–4月尺度）；渔业努力量对三PC亦滞后（0–1月或4–8月）；ACE与渔业努力量在8–16月尺度同相显著正相关、无滞后期。

讨论与结论翻译：空间上，夏秋东海区正SST异常供能促TC发展，TC西移借上层辐散-深层辐合诱发上升流致西部降温并输营养盐，叠加季风上升流与冷射流（约11°N）形成高生产力渔场，解释热点西聚。时间上，夏季风主控TC短周期（4–8月）增强上升流促渔业努力量短期走高；ENSO通过PC3在16–32月尺度驱动SST-渔业滞后响应；2022后ACE“低频高强”与渔业陡增非直接因果，后者多因AIS覆盖扩大与管理改善。局限在于AIS努力量非资源丰度绝对量，中西部TC过境样本少。结论：南海TC–SST–渔业交互由夏季风与ENSO联合调控的海气耦合主导——TC（夏季风调谐）短期提效上升流与初级生产力增捕捞努力量，二者对SST变率呈滞后响应，成果支撑南海渔业生产布局与风险管理。