巢湖蓝藻水华与气象条件Word

　　巢湖蓝藻水华与气象条件 的关系范裕祥 巢湖气象局

　　汇报内容 引言 资料来源和处理 结果 结论与讨论

　　一、引言蓝藻是一种原始而古老的藻类原核生物，常于夏、秋季节 在富营养化湖泊中大量繁殖，在水面形成一层蓝绿色而有腥臭 味的浮沫，被称为“水华” 。 澳大利亚和新西兰环境保护委员会将蓝藻水华定义为:在 富营养化水体中蓝藻大量繁殖，水体中藻细胞叶绿素a 质量浓 度达10 mgm-3 或藻细胞达1.5104mL-1,并在水面形成一层 蓝绿色且有恶臭味的浮沫。

　　二、资料来源和处理2.1 蓝藻水华数据巢湖蓝藻水华暴发的次数和面积的数据来源于安徽省气 象科学研究所的2009-2013年蓝藻卫星遥感信息，共151个样 本。

　　二、资料来源和处理2.2 气象数据及处理巢湖周边有巢湖、合肥、肥东、肥西四个国家气象站和 若干个加密自动气象站，考虑气象数据的代表性、准确性、 比较性，这里选择合肥国家基本气象站2009-2013年气温、 降水、日照、风等气象数据。气温数据有日平均气温、5日 积温(不包括当日，下同),降水分为日降水量、20-8时降 水量、8-20时降水量。风为二分钟风向风速、日照时数。 气象资料的统计分析方法按照中国气象局的气象资料统计的 相关技术规定进行。巢湖蓝藻水华暴发与气象因子之间的关 系，通过SPSS18.0 软件，进行Pearson相关性分析。

　　3.1 蓝藻水华分布特征分析14 12 10 8 6 4 2 0 5月45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 2009 2010 2011 2012 2013

　　2009 2010 2011 2012 2013 6月 7月 8月 9月 10月 11月

　　3.1 蓝藻水华分布特征分析从卫星图片上看巢湖的西半湖是蓝藻的主 要暴发区域，并且该区域为蓝藻重度暴发 区。总结151次暴发过程，结论如下：(1) 巢湖蓝藻暴发期集中在每年的5~11月，每 年的夏秋两季是巢湖藻类的主要暴发期， 其中9、10月是蓝藻暴发主要月份。(2) 巢湖西半湖为蓝藻的主要暴发区域，并且 该区域为蓝藻重度暴发区。造成这一现象 的主要原因：一是西半湖水体富营养化较 东半湖严重；二是巢湖夏秋两季盛行东北 偏

　　东风，蓝藻易在西半湖聚集,巢湖东半湖 蓝藻水华较少。

　　3.2 气象条件分析气温2009-2013年蓝藻水华发生期间日平均气温在8.834.0℃范围内,平均日平均气温为24.4℃,日平均气温 标准差为5.9℃,极端日最高气温39.6℃,极端日最低 气温2.0℃。可见蓝藻可以在温度范围较大的环境里生 长繁殖。日平均气温与蓝藻水华面积Pearson相关系数 为-0.254,通过0.01的信度检验，是高度显著的线性 负相关

　　3.2 气象条件分析蓝藻持续期间的面积和气象条件

　　日期 2010/10/3 2010/10/4 2010/10/5 2013/10/10 2013/10/11 2013/10/12 2013/10/13 2013/10/14

　　平均气温 (℃) 18.7 18.1 18.4 21.7 23.3 22.6 22.2 21.2

　　平均风速 (m/s) 2.4 1.3 1.6 1.3 1.0 2.4 2.1 1.7

　　降水量 (mm) 0 0 0 0 0 0 0 0

　　日照时数( 时) 9.5 9.9 8.7 9.3 8.4 9.8 10.3 9.7

　　覆盖面积 (km2) 0 22.771 202.282 72.229 95.46 17.925 18.257 84.643

　　在适宜的温度条件下，蓝藻 生长繁殖迅速，蓝藻水华暴发过 程是蓝藻颗粒在水面累积的过程。 气温不是蓝藻水华积聚面积的关 键气象因子，只是蓝藻水华暴发 的基本条件。

　　3.2 气象条件分析2009-2013年的5-10月期间，水华发生前5日积温在 51.7-165.0℃范围内，水华发生面积与5日积温Pearson 相关系数为-0.249,通过0.01 的信度检验，是高度显著 的线性负相关。2009-2013年的6-10月期间气温基本满 足巢湖蓝藻水华暴发的条件，每年的5、11月气温不能 完全满足蓝藻水华积聚的条件。

　　3.2 气象条件分析风向风速2009~2013年巢湖蓝藻水华发生日的平均风速范围 为0.6~3.8 m/s,平均值为1.7m/s,日平均风速标准 差为0.6 m/s。日平均风速与蓝藻水华面积Pearson相 关系数为-0.242,通过0.01的信度检验，是高度显著 的线性负相关。风通过水面激起的风浪对藻类生长产 生影响，当风浪过大时起到一个搅拌的作用，会使水 体表层蓝藻下沉，改变藻生物的垂直浓度分布，使得 水体中藻生物量的浓度更加均匀，降低了水体表面藻 细胞的浓度。当日平均风速大于3.8 m/s ,基本没有 蓝藻水华。风浪较小时，有利于水体中已经存在的大 量藻类上浮,推动水体表层蓝藻颗粒的移动和聚集，形 成水华。低风速是蓝藻水华暴发的重要前提条件。

　　3.2 气象条件分析

　　因此，风浪对藻类暴发的作用主要取决于风速大 于还是小于临界风速。气温适宜的时候，低风速对已 经形成的蓝藻水华移动的影响较低，低风速天气持续 时间越长，多次连续暴发的可能性越大。大风速(4.0 m/s)搅动使得蓝藻颗粒下沉，使得卫星遥感监到的水 华面积大幅度减少。持续3小时大于5.0 m/s的平均风 速，蓝藻颗粒水平、垂直分布趋于均匀，卫星不能监 测到湖面有明显蓝藻水华。

　　3.2 气象条件分析研究中发现，在其它气象条件不变的情况下，蓝藻 持续暴发的第二天如果风向突然变化，蓝藻水华的面 积迅速减小；长时间连续一致风向有利于蓝藻水华程 度加强和面积急剧增加。风向突变，蓝藻颗粒运动方 向相应地与原来方向相反，在一定时间内，水体表面 的藻细胞密度趋于均匀。因此，卫星遥感监到的水华 面积会显著减少。

　　4 结论与讨论(1) 通过卫星遥感监测的2009-2013年巢湖蓝藻水 华特征是巢湖蓝藻暴发期为每年的5-11月，夏秋两季 是巢湖藻类的主要暴发期，其中9、10月是蓝藻暴发 主要月份，6、7、8月份次之，最少的月份是5月； 巢湖西半湖为蓝藻的主要暴发区域，并且该区域为蓝 藻重度暴发区，从气象条件分析是巢湖每年5-11月盛 行东北偏东风所致。

　　4 结论与讨论(2)巢湖蓝藻可以在温度范围较大的环境里生长繁 殖，每年6-10月期间气温基本满足巢湖蓝藻水华暴发 的条件，5、11月，气温不完全满足蓝藻水华积聚的 条件。持续的高温(5日积温大于165.0℃),不利于 蓝藻生长繁殖，气温不是蓝藻水华积聚面积的关键气 象因子，只是蓝藻水华暴发的基本条件。降水的影响 主要是对其他气象条件的改变而不是直接对蓝藻生长 和水华形成的直接影响。充足的日照是水华形成的必 要条件。低风速有利于水体中已经存在的大量藻类上 浮,是蓝藻水华暴发的重要前提条件。其它气象条件不 变的情况下，蓝藻持续暴发的第二天如果风向突然变 化，蓝藻水华的面积迅速减小

　　4 结论与讨论(3)本文分析是假定卫星遥感资料能完全代表巢湖蓝 藻水华的情况，但实际上卫星遥感监测受天气影响较大， 尤其是在夏季容易受到云的遮挡。而且目前一天仅有两 次实时有效的蓝藻水华监测图片，实际上每天不同时段 蓝藻水华面积有所不同。所以需要借助其他观测方法， 得到更长时间序列和完整的巢湖蓝藻水华监测资料，全 面进行水质、水文、气象条件综合分析，科学建立蓝藻 水华的潜势预报指标和程度预报回归方程。