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南海属于热带海洋性气候。北回归线以南的南海诸岛，有其独特的海洋环境。南海四季皆夏，雨量丰沛，受季风影响显著，属热带海洋性季风气候区域。南海既不同于广东、广西、云南等南方地区的亚热带季风气候，又不同于海南的热带季风气候。由于南海诸岛及其附近海域的海温和含盐量较高，且逐年变化不大，既无泥质海岸，又没有河水注入，因此水质清澈、洁净。南海的基本气候特征如下。
南海地处北回归线与赤道之间，一年之中受两次太阳直射，辐射热量大，年平均气温在25℃以上，具有终年高温、四季皆夏的特点。由于纬度不同，南海诸岛的年平均气温存在一定的南北差异：位置靠北的东沙岛的年平均气温为25.3℃，位置居中的永兴岛的年平均气温为26.5℃，位置偏南的太平岛的年平均气温为27.9℃。
从年平均气温的变化情况来看，其总体变化不大，温差仅为2.6℃左右。同样地，由于纬度差异的原因，南海诸岛的南北温差也有所不同，大体是由北向南递减：东沙岛的温差为8.2℃，永兴岛的温差为6℃，太平岛的温差只有2.2℃。靠近赤道的南沙群岛较西沙群岛和东沙群岛，年气温变化平缓。
南海诸岛最冷的时节为1月，不过这个冷是相对于南海自身而言的，平均气温依然很高：东沙岛在1月的平均气温为20.6℃，永兴岛在1月的平均气温为22.9℃，太平岛在1月的平均气温为26.1℃。
南海最热的月份是5月、6月。这两个月正好是南海诸岛经历太阳垂直照射、季风降水季节尚未到来之前。最热月份的平均气温仍以东沙岛、永兴岛和太平岛为例，其气温分别为28.6℃、28.9℃和29℃。其中，永兴岛的绝对最高气温为34.9℃，太平岛的绝对最高气温达35℃。南海气温居高不下，以至于这里不像内陆地区那样有明显的四季之分。西沙群岛和南沙群岛全年皆夏。东沙群岛尽管有春、夏、秋等三季，但春、秋两季加起来也不过3个月的时间，而夏季则长达9个月。
由于南海地处热带海洋季风区，不仅高温，而且多雨。热带海洋的环境，导致南海水汽蒸发旺盛，季风和台风所产生的季风雨和台风雨使得南海降水量十分丰沛。南海诸岛的年平均降水量都在1400mm以上，降水量在空间上由北向南递增：东沙岛的年平均降水量为1459mm，永兴岛的年平均降水量为1545mm，太平岛的年平均降水量为1842mm。
从时间上看，南海诸岛降水量的季节分配也不均匀，位置靠北的东沙岛每年的5～10月为多雨期，降水量可达1260mm，约占全年降水量的87%，月平均降水量在140mm以上，而每年的11月到翌年4月，每月的平均降水量均在45mm以下，为少雨期；位居中部的永兴岛在6～11月的降水量可达1235mm，约占全年降水量的80%，月平均降水量在140mm以上，为多雨期，而每年12月到翌年5月为少雨期，月平均降水量一般在70mm以下；位置靠南的太平岛每年6～12月的降水量集中，共达1454mm，约占全年降水量的79%以上，为多雨期，尤其在9月，降水量很大，为全年降水量的最高峰，而每年1～5月的降水量较少，为少雨期。
热带海洋上会生成气旋，当气旋风力增大或中心气压降低至一定程度时，便发展为台风。这种剧烈的暖湿空气涡旋以波及范围广、移动速度快为特点，同时伴随有狂风、暴雨、巨浪、大潮，具有极大的破坏力，既是一种巨大且强烈的热带海洋风暴，也是一种极具危害和破坏力的灾害性天气。
南海特有的地理位置以及如下原因，使其成为热带气旋和台风的“理想源地”：
●南海是一个位于西北太平洋的半封闭陆缘海域，又处于副热带高压南侧的偏东北气流与西南季风气流交汇的辐合带，有利于低层的暖湿气流辐合上升。
●南海诸岛上众多的珊瑚岛如同陆地一般，具有吸热快的特性，每到夏季，在阳光的强烈照射下，所吸收的太阳能远远超过没有珊瑚岛分布的海域，使得海温明显上升，达到27℃以上。
上述诸多因素的共同作用，使得低气压中心能在南海诸岛及附近海域迅速发展，进而生成热带气旋、台风。
南海诸岛及附近海域的台风，被称为南海台风或土台风，其生成源地主要集中在12°～22°N、112°～118°E的西沙群岛和中沙群岛附近海域。
南海台风具有以下明显的特点：
●范围较小，台风气旋直径一般只有200km左右。
●强度较弱，最大风力多在8～11级之间，少数能达到12级以上。
●活动不规则，移动方向多变，登陆地点难以预测。
●来势迅急，一旦生成，便可在两天甚至半天之内登陆。
值得一提的是，南海台风的季节变化十分明显。每年的7～10月是南海台风盛行的季节。这个时期生成的台风约占全年台风总数的80%，且大多数发生在15°N以北海域。其中，9月台风最集中，12月到翌年的4月基本没有台风，即使偶有生成，也都是在15°N以南的海域。
南海台风有较规律的运行线路，即在西沙群岛和中沙群岛附近海域生成后，多数向西移动进入北部湾，或者在海南岛、广东西部、广西南部登陆之后减弱并消失。
此外，南海还受到来自西北太平洋（菲律宾以东洋面）的台风影响。该台风被称为客台风，会以每小时10～20km的速度移动，经巴士海峡进入南海。因为南海几乎每年都会多次遭受客台风的影响，所以南海又是最易受台风侵袭的海域之一。据统计，影响南海的台风，大约70%为来自西北太平洋的客台风，30%为南海的土台风。
台风的每一次掠过，都伴随着大风、巨浪、暴雨、风暴潮等剧烈天气甚至灾害。例如，1941年，一次强台风侵袭太平岛，由台风激起的巨浪将岛上的房屋毁坏殆尽；1970年，第13号台风肆虐西沙群岛，12级以上的大风持续40小时，永兴岛的部分堤坡被风浪冲蚀，岛屿面积因此减少，琛航岛的东北岸和东南岸因风浪堆积起宽为10～30m、高为3～5m的珊瑚残骸区域，使岛屿面积增加。每当台风来临时，都会对南海诸岛上的建筑及海上作业、航行的船舶等构成严重威胁，造成损失甚至严重灾难。
南海诸岛的南部属赤道低气压带，中部和北部属东北信风带。每年11月至翌年3月，东北季风在南海诸岛盛行，称为南海东北季风期，平均风力可达4～5级。每年5～9月，南海诸岛盛行来自南半球的西南季风，即南海西南季风期，平均风力为3级，风力较弱，常有间断。每年的4月和10月，是东北季风与西南季风的交替期，风向零乱，不稳定。
印度洋的大部分区域位于热带、亚热带，40°S以北海域的全年平均气温为15～28℃，赤道地区的年平均气温为28℃，个别海域的年平均气温甚至高达30℃。由于印度洋比同纬度的太平洋和大西洋气温高，故被称为热带海洋。正因如此，印度洋具有典型的热带海洋气候。
印度洋气候的主要特征表现为，气温分布随纬度变化：
●赤道地区全年平均气温约为28℃。
●印度洋北部，夏季气温为25～27℃，冬季气温为22～23℃，全年平均气温为25℃。其中，阿拉伯半岛东西两侧的波斯湾和红海一带，夏季气温达30℃以上；索马里沿岸一带最热季节的气温一般不到25℃。前者与周围干热陆地的“烘烤效应”有关；后者则可能是由于西南风驱动和搅动表层海水，致使深层冷水上升，进而使得气温下降。
●印度洋南部，夏季，20°S附近海域的气温为25～27℃，30°S附近海域的气温为20～22℃，40°S附近海域的气温约为15℃，60°S附近海域的气温为0℃左右；冬季，20°S附近海域的气温为22～23℃，30°S附近海域的气温为15～17℃，40°S附近海域的气温为12～13℃，60°S附近海域的气温低至-10℃左右。
印度洋的降水以赤道地区最为丰富，年降水量为2000～3000mm，降水的季节分布也比较均匀：北部，年降水量一般为2000mm左右，2/3的降水集中在西南季风盛行的夏季，东北季风盛行的冬季降水较少。红海和阿拉伯海西部为热带荒漠气候区，全年降水很少，降水量仅有100～200mm。南印度洋的广大海域，全年降水量一般为1000mm左右。
季风主要是由于海陆热力差异产生的。印度洋西临非洲大陆，北濒、东接亚洲大陆，广阔的大陆与邻接的海域之间可产生很大的季节性温差，季风现象十分显著。印度洋10°S以北的大部分海域都处在季风控制之下。北印度洋也是全球著名的季风区，冬季盛行东北季风，夏季盛行西南季风，风力、风向稳定。
每年10月下旬，东北季风开始在阿拉伯海中部出现，通常11月至翌年3月为东北季风期：11月，在10°N以北洋面多东北风，在10°N以南洋面多偏西风；12月，东北风的范围向南扩展到赤道大部分海域；1～2月，东北季风达到最强，整个印度洋均被东北季风控制，且可越过赤道，进入10°S附近地区；3月，东北季风减弱，尤以北印度洋东侧海域最明显，阿拉伯海及非洲东部海域继续盛行东北风，但风向频率降低，表现为在印度洋北部弱、南部强。与风向变化相对应，在东北季风期间，印度洋的平均风速一般为4～6m/s，1月最强，非洲东部、赤道以北、哈德角附近海域的平均风速为6m/s，6级以上的大风频率为10%左右，无8级以上大风；12月至翌年2月，印度半岛东南部海域的平均风速为4～5m/s。
4月是东北季风向西南季风的过渡季节，风向多变。北印度洋原来的东北季风已不明显，中印度洋温度上升，“印缅低压”开始建立，所引起的局部环流使得在孟加拉湾西北部开始出现西南风，此后在阿拉伯海也出现西南风。
5～9月为西南季风期：5月，孟加拉湾的西南季风已十分盛行；6～8月，西南季风发展强盛，整个北印度洋均被其控制，风向稳定；9月，西南季风开始减弱，北印度洋60°～80°E之间的海域盛行偏西风，其他海域盛行西南风，赤道附近至10°S盛行东南信风，风向稳定；7月，西南风达到最大，阿拉伯海海域的平均风速为8～10m/s，6级以上大风频率占20%～65%，亚丁湾东部海域的平均风速为10～13m/s，6级以上大风频率占70%～75%。相应地，该海域的风浪也较大，是世界大洋中大浪频率最高的海域。孟加拉湾7月的平均风速为7～8m/s，6级以上大风频率占15%～20%。南部赤道附近海域的风力较大，平均风速为6～8m/s，6级以上大风频率占5%～10%。8月，大风区逐渐缩小，北印度洋中部、亚丁湾东部海域的平均风速为11m/s，6级以上大风频率降低到50%～55%，孟加拉湾海域的风速变化不大。9月，大风区继续缩小，在亚丁湾东部60°E以西椭圆形海域的平均风速为7～8m/s，6级以上大风频率占15%～25%，孟加拉湾平均风速为6～7m/s，6级以上大风频率占5%～10%。
10月为季风转换季节，出现了与4月相似的赤道两侧的“双辐合带”。10°N以北的孟加拉湾和15°N以北的阿拉伯海被偏北风控制，风向多变，稳定度差。10°N以南至10°S、60°E以西盛行偏西风，平均风速较小，仅为4～5m/s，6级以上大风频率占比极低。
北印度洋的能见度较好，月均能见度大于10km的频率占比在95%以上：6～9月，北印度洋受西南季风影响，15°N以北的阿拉伯海、孟加拉湾的能见度大于10km的频率占比为90%，其他海域为95%以上；7月部分海域、8月孟加拉湾东北部和阿拉伯海北部海域，能见度大于10km的频率占比为85%；10～12月，北印度洋东北部热带气旋活动频繁，良好能见度的天数减少。北印度洋月均能见度小于4km的频率占比低于2%，孟加拉湾东北部和苏门答腊岛的西部小部分海域，只有8月时能见度小于4km。北印度洋出现海雾的频率占比较低，一般在5%以下，对航海作业极为有利。
北印度洋热带气旋的生成源地主要集中在5°～20°N之间的海域。阿拉伯海热带气旋的生成量较孟加拉湾要少得多。1961—1990年，从北印度洋历年各月热带气旋的生成频数来看，热带气旋生成的月份主要集中在5月、10月、11月，分别为30个、32个和43个，11月最多，总数为308个，年平均为10.3个，占全球热带气旋生成总数的10.5%，其中达到热带风暴、强热带风暴和台风强度的热带气旋只有168个，年平均为5.6个，全球占比最少。北印度洋的垂直风切变是抑制热带风暴发生的主要控制因素，虽然7月、8月的海面温度较高，但风切变较大。由于强风切变不利于热带气旋暖心结构的形成和潜热能的积累转换，因而抑制了气旋的发展，导致热带风暴发生频率占比较少。10～11月是季风转换季节，风力较弱，海面大气增温明显，高温、高湿大气的稳定度减弱，热带扰动/低压发生的可能性随之增加。相比而言，北印度洋热带气旋的强度最小，近中心的地面最大风速极值比北大西洋、北太平洋的热带气旋都小，移动速度也较慢。
由美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）发布的新型卫星遥感资源——CCMP（Cross Calibrated Multi-Platform）风场数据集，以欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF）的再分析资料和业务数据为背景场，采用变分同化分析方法，融合多种卫星探测的海面风场资料及船舶、浮标的观测资料，具有较高的时间分辨率、空间分辨率及全球海洋覆盖能力。CCMP风场数据集的变量为距海面10m的经向风速和纬向风速，时间范围为1987年1月至2017年1月（后期不断更新），空间范围为78.375°S～78.375°N、0.125°～359.875°E，水平分辨率为0.25°×0.25°，时间分辨率为6h。本书选用数据的时间范围为1987年7月至2016年7月，空间范围为15.375°S～30.125°N、30.125°～135.125°E，分别对30年间1月、4月、7月、10月等4个月的数据计算平均值，以该平均值近似代表春、夏、秋、冬的四季数值，得到研究海域在4个季节的气候态分布特征。
海上丝绸之路沿线部分海域冬季海面风场气候态特征如图3.1所示。
●南海：除泰国湾以东风为主之外，大部分海域受东北季风影响，海域平均风速为4～11m/s。南海受大风天气控制，两个高值中心分别位于巴士海峡、吕宋岛及其西部海域（平均风速为9～11m/s）、中南半岛东南海域（平均风速为9～11m/s）。此外，苏禄海也存在一个小高值中心（平均风速为7～8m/s）。
●孟加拉湾：除安达曼海海域盛行东风、孟加拉湾北部海域盛行北风外，大部分海域受印度洋东北季风控制盛行东北风，平均风速为2～9m/s，两个明显的高值区域分别位于安达曼群岛西侧海域（平均风速为6～7m/s）和马纳尔湾海域（平均风速为7～9m/s）。在马六甲海峡和苏门答腊岛西部海域有两个明显的无风区（平均风速为1～2m/s）。
●阿拉伯海：除北部和东部部分海域盛行北风以外，大部分海域受东北风控制，平均风速为3～9m/s，一个明显的高值中心位于索马里附近海域（平均风速为8～9m/s）。此外，在马纳尔湾西北部的海域存在一个低值中心，平均风速为3～4m/s。
图3.1 部分海域冬季海面风场气候态特征
海上丝绸之路沿线部分海域春季海面风场气候态特征如图3.2所示。
●南海：进入季风转换期，除台湾海峡附近海域盛行东北风、泰国湾盛行东南风以外，大部分海域受东风控制，平均风速为2～7m/s，高值区域出现在巴士海峡（平均风速为6～7m/s）、海南岛东部海域（平均风速为5～6m/s）。加里曼丹岛西部海域有一低值区域，平均风速为2～3m/s。
●孟加拉湾：季风开始转向，风向多变，由于“印缅低压”的建立，孟加拉湾北部最先受西南风控制，平均风速为3～6m/s，明显的高值中心位于加尔各答南部海域，平均风速约为6m/s，同时存在明显的低值中心，位于安达曼群岛西部，范围较大，平均风速约为3m/s。
●阿拉伯海：受气旋式环流影响，孟加拉湾北部主要受西到西南风影响，东部受西北风影响，整个海域风力较小，平均风速为2～5m/s，东部风速大于西部，低值中心位于海域西南部，平均风速为2～3m/s，范围较大。
图3.2 部分海域春季海面风场气候态特征
海上丝绸之路沿线部分海域夏季海面风场气候态特征如图3.3所示。
●南海：海域呈现明显的夏季风特征，盛行西南风，风力小于冬季风，平均风速为5～8m/s，中北部的平均风速在6m/s以下，南部较大，高值中心位于中南半岛东南部，平均风速约为8m/s。
●孟加拉湾：海域受印度洋季风影响，盛行西南季风，风力明显强于冬季，平均风速为5～10m/s，南部赤道附近海域的风力较小。
●阿拉伯海：盛行西南风，受大风天气影响，整个海域的平均风速为8～13m/s，风力明显强于冬季。受索马里越赤道气流的影响，亚丁湾东部海域存在明显的高值中心，最大风速可达13m/s，是世界大洋中大风大浪频率占比最高的海域。
图3.3 部分海域夏季海面风场气候态特征
海上丝绸之路沿线部分海域秋季海面风场气候态特征如图3.4所示。
●南海：海域开始进入冬季风时期，北部和中部盛行东北风，南部盛行西到西南风，北部风力较大，南部较小，平均风速为3～11m/s，高值中心位于台湾海峡（平均风速约为11m/s）、巴士海峡（平均风速为9～11m/s）。
●孟加拉湾：海域进入季风转换期，风力较小，风向不稳定，平均风速为2～6m/s，南部以西南风为主，北部以东南风为主，高值中心位于斯里兰卡的东南部海域，平均风速为5～6m/s。
●阿拉伯海：进入季风转换期，盛行北到西北风，海域风力较小，平均风速为2～5m/s，东部风力较大，西部较小。
热带气旋数据选用美国联合台风警报中心（Joint Typhoon Warning Center，JTWC）发布的台风最佳路径集数据。美国联合台风警报中心负责监测太平洋、印度洋及其他海域的热带气旋，预测热带气旋的路径、发展及动向，监测范围覆盖全球九成的热带气旋活动空间。1950—2010年，南海及北印度洋的热带气旋路径如图3.5所示（其中，南海的台风资料从西太平洋的台风资料中提取，并且仅提取在南海生成的台风数据）。孟加拉湾热带气旋出现的频数最高，南海海域次之，阿拉伯海海域受热带气旋影响最小，主要集中在东海岸。南海海域主要以热带低压、热带风暴为主，并伴有少量的强热带风暴、台风，强热带风暴、台风主要集中在广东沿海和海南岛。北印度洋的热带气旋以热带低压、强热带风暴为主，并伴有较多的超强台风，约占北印度洋总热带气旋频数的10.8%。孟加拉湾的热带气旋主要分布在中部和西部。阿拉伯海海域的热带气旋主要分布在东部。
图3.4 部分海域秋季海面风场气候态特征
图3.5 南海及北印度洋的热带气旋路径
海上丝绸之路沿线部分海域的热带气旋生成频数和生命期如图3.6所示，频数的月变化如图3.7所示。其中，发生在南海海域的热带气旋的生命期较短，最长为5天，年平均生命期为2.8天，以热带低压、热带风暴为主，多分布在北部。南海海域的热带气旋多在夏秋两季（夏季：48.03%，秋季：35.84%）生成，9月频数最多，约占全年热带气旋生成总频数的18%。
图3.6 部分海域的热带气旋生成频数和生命期
（曲线：生成频数；柱状：生命期，单位为天）
图3.7 部分海域热带气旋生成频数的月变化
由图3.7可知：
●印度洋海域的热带气旋生成频数在1976年后大幅减少。例如，1976年前热带气旋的年平均生成频数为14.8个，1975年热带气旋的生成频数高达20个；1976年后，热带气旋的年平均生成频数为5.1个，但热带气旋的生命期增加，特别是在1992年以后，热带气旋的生命期明显增加，最长达10天。
●印度洋海域的热带气旋多在秋季生成，约占全年热带气旋总生成频数的47%（10月、11月生成频数最多，占比分别为18%、19%），夏季次之，占比为28%。