分析引起南非附近水域惡劣天氣和海況的主要自然條件

李增奇

【摘 要】好望角附近水域的狂風(fēng)惡浪天氣令航海者生畏，南非東南部海域的怪浪更讓航海者毛骨悚然。近幾年來(lái)，筆者曾多次繞航南非南部水域，也見(jiàn)識(shí)過(guò)阿古拉斯角至好望角一帶水域的狂風(fēng)惡浪天氣，咎其原因，都與某些特定的自然條件有關(guān)，故撰寫(xiě)本文列出引起南非附近水域惡劣天氣和海況的各主要自然條件，并分析它們是如何影響南非附近水域的天氣和海況。

【關(guān)鍵詞】天氣系統(tǒng)；地理?xiàng)l件；阿古拉斯海流；怪浪及預(yù)防

1.天氣系統(tǒng)

隨著B(niǎo)ridge Data System和Bonvoyage System氣象預(yù)報(bào)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和在船上的利用，使航海者能隨時(shí)了解到世界上各海域的天氣情況和海況。每次打開(kāi)氣象預(yù)報(bào)圖，總能看到南大西洋上有數(shù)量不等、形形色色的高壓系統(tǒng)、低壓系統(tǒng)、鋒面氣旋、鋒等接連不斷地自西向東運(yùn)動(dòng)影響南非水域，概括起來(lái)，主要有如下天氣系統(tǒng)：

1.1南大西洋副熱帶高壓（簡(jiǎn)稱副高）（South Atlantic Anticyclone）

南大西洋副高是一個(gè)影響南非附近水域天氣和海況的重要天氣系統(tǒng)，它們常年活動(dòng)在南大西洋洋面上，高壓中心大約在27oS-30oS度之間變化，夏季（1月）緯度高于冬季（7月），中心平均氣壓為1020 -1024毫巴之間，冬高夏低。南大西洋副高屬于半持久型副高，當(dāng)南大西洋東部的副高相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，它們與南非大陸之間的氣壓差可使南非西南沿海水域產(chǎn)生東南強(qiáng)風(fēng)，甚至有時(shí)能達(dá)到8級(jí)大風(fēng)（12-2月）；當(dāng)它們不穩(wěn)定時(shí)，經(jīng)常自西向SE-ESE方向移動(dòng)，一個(gè)移走后，另一個(gè)緊接著生成或在西部的副高接踵而來(lái)。副高在向偏南方向移動(dòng)過(guò)程中，受溫帶氣旋（見(jiàn)1.2）、副極地低壓（見(jiàn)1.3）以及西風(fēng)帶等的影響，它們南部和前部的等壓線明顯變密，當(dāng)受到南非大陸阻礙時(shí)，它們前部的等壓線變的更密，在等壓線密集區(qū)經(jīng)過(guò)的地方通常產(chǎn)生 5-7級(jí)的風(fēng)。移動(dòng)的副高前部有時(shí)出現(xiàn)東南-西北走向的冷鋒，這樣的鋒線在南半球冬季明顯多于夏季，它們走到哪里那里就會(huì)出現(xiàn)具有冷鋒特征的惡劣天氣（見(jiàn)1.6）。

1.2南大西洋溫帶氣旋（Extra-tropical Depression）

南大西洋的溫帶氣旋的主要發(fā)源地是在阿根廷的拉普拉塔（Rio de La Plata）附近水域，并且大多數(shù)是哪里的弱低壓在冷鋒面上加深形成，主要影響南緯30度以南的海域。它們離開(kāi)阿根廷東岸后向E - SE方向移動(dòng)，南半球夏季移動(dòng)的路徑比冬季緯度高。這些低壓中有的在離開(kāi)發(fā)源地后立即急劇加深，在當(dāng)?shù)匾饛?qiáng)風(fēng)天氣，有的是在向南非的阿古拉斯角（Cape Agulhas）南部移動(dòng)過(guò)程急劇加深，引起大風(fēng)天氣甚至暴風(fēng)天氣，這種情況在南半球秋季發(fā)生的幾率最大，對(duì)南非水域的天氣和海況造成很大影響。南大西洋溫帶氣旋大多數(shù)是鋒面氣旋，冷鋒過(guò)境時(shí)有明顯的鋒天氣的特征（見(jiàn)1.6）。

1.3南半球副極地低壓（Depression）

副極地低壓的主要發(fā)源地是在阿根廷的合恩角（Cabo De Hornos）附近水域，他們活躍，頻繁生成、移動(dòng)迅速，最短生成周期為一天，最快移動(dòng)速度每天可跨越15個(gè)經(jīng)度左右。副極地低壓基本上是從生成地向東朝著南大西洋的南喬治亞島（South Georgia Island）方向移動(dòng)，然后大致沿著50oS 緯度線向東移動(dòng)。它們前部刮6-8級(jí)西北風(fēng)并伴隨著陰雨天氣和氣壓下降，后部刮6-7級(jí)西南風(fēng)伴有晴朗天氣和氣壓回升，引起45oS-50oS之間的天氣和海況全年惡劣，這些大風(fēng)的邊緣有時(shí)能影響到南非的德班港（Durban）附近水域。另一方面，有的副極地低壓移動(dòng)路徑向東北彎曲，直接襲擊阿古拉斯至德班港一帶，導(dǎo)致這一帶水域附近的天氣和海況惡劣，一個(gè)副極地低壓過(guò)后，好望角（Cape of Good Hope）至阿古拉斯水域的惡劣海況將持續(xù)一天以上。那些移動(dòng)路徑緯度相對(duì)較高的副極地低壓過(guò)后產(chǎn)生的S-SW涌浪可抵達(dá)南非沿岸，在阿古拉斯至好望角一帶的200米等深線以內(nèi)產(chǎn)生近岸浪，使海況惡化。副極地低壓基本上也都是鋒面氣旋，冷鋒過(guò)境時(shí)有明顯的冷鋒天氣的特征（見(jiàn)1.6）。

1.4咆哮西風(fēng)帶（Roaring Forties）

由于副熱帶高壓帶和副極地低壓帶之間存在氣壓梯度以及地轉(zhuǎn)偏向力的作用，它們之間形成了始終刮西風(fēng)或偏西風(fēng)的西風(fēng)帶。在南半球30oS-60oS之間的洋面上，島嶼和陸地極少，西風(fēng)帶幾乎連續(xù)不斷，盛行西風(fēng)強(qiáng)力持久，加之1.3）所述的副極地低壓自西向東穿過(guò)西風(fēng)帶，導(dǎo)致西風(fēng)帶上頻繁出現(xiàn)風(fēng)向和強(qiáng)度不同的大風(fēng)，故又稱之為咆哮西風(fēng)帶（通常認(rèn)為其中心地帶在40oS緯線附近）。咆哮西風(fēng)帶內(nèi)大風(fēng)盛行，即使是夏季，在40oS 以南水域每月有7-9天刮7級(jí)以上的風(fēng)，大約在43oS以南和大約40oW以東之間水域每月有15天刮7級(jí)以上的風(fēng)；冬季，在阿根廷的?？颂m（Falkland）群島和好望角連線以南的水域每月約有15天刮7級(jí)以上的風(fēng)， 在上述連線到30oS之間的水域每月有5-10天刮7級(jí)以上的風(fēng)。從此看出，咆哮西風(fēng)帶對(duì)南非附近海域天氣和海況影響極大。

1.5非洲大陸低壓（Depression）

由于非洲大陸的低壓（南半球冬季）與南大西洋東部的副高以及南印度洋西部的副高之間存在氣壓差，使南非的西南沿海水域出現(xiàn)東南強(qiáng)風(fēng)，而南非的東南沿海出現(xiàn)東北強(qiáng)風(fēng)，這些強(qiáng)風(fēng)有時(shí)能達(dá)到8級(jí)的（12-2月）。盤踞在南非大陸的低壓有時(shí)移往南非東南部水域并加深，在哪里引起6-8級(jí)風(fēng)的天氣。

1.6影響南非水域的鋒（為解釋通俗，本段稱副極地低壓為副極地氣旋）

南半球冷峰的特性是多為西北-東南走向，鋒前吹N-NW風(fēng)，鋒后吹S-SW風(fēng)，當(dāng)鋒過(guò)境時(shí)，風(fēng)向急劇變化，它們走到哪里那里就會(huì)出現(xiàn)暫短性狂風(fēng)暴雨天氣，如果空氣含水量不足，降雨量將很少。南大西洋溫帶氣旋和副極地氣旋絕大多數(shù)是在冷鋒面上生成的鋒面氣旋，它們的共同點(diǎn)是這些鋒面氣旋中的暖鋒都很微弱，幾乎沒(méi)有暖鋒的顯著特性，而冷鋒活躍、強(qiáng)盛，具有顯著的冷鋒特性；它們的不同點(diǎn)是副極地低壓生成處的冷源更冷，生成的冷鋒強(qiáng)、更活躍。在南半球冬季，副極地氣旋中的冷鋒在南非西部最北端能影響到橘色河（Orange River）附近水域，當(dāng)它們?cè)竭^(guò)南非南部進(jìn)入南印度洋后，鋒線有時(shí)向北延伸，影響到25oS以南水域。伴隨著溫帶氣旋和副極地氣旋移動(dòng)的強(qiáng)冷鋒到達(dá)南非東南部水域時(shí)，可能成為該水域發(fā)生怪浪的條件之一。在南半球夏季，上述的冷鋒強(qiáng)度比冬季弱，有的在隨著氣旋移動(dòng)還沒(méi)有達(dá)到南非水域前就消失。1.1 所述的副高前冷鋒，如果從南非大陸上穿過(guò)，當(dāng)越過(guò)南非大陸入海前，將給沿岸水域帶來(lái)7-8級(jí)的大風(fēng)。

2.地理?xiàng)l件

南非大陸的南端南部水域與40oS咆哮西風(fēng)帶相鄰，飽受咆哮西風(fēng)帶的惡劣天氣影響（見(jiàn)1.4）。阿古拉斯淺灘是南非大陸架的最南緣，從阿古拉斯角向SSE方向延伸120海里，從阿古拉斯淺灘到好望角附至200米，海底坡陡非常大。從阿古拉斯淺灘南部至好望角西部的200米的等深線規(guī)則，并且從200米等深線到100米等深線之間水域較窄，海底坡陡也較大，為產(chǎn)生近岸浪提供了條件。當(dāng)從SW-S方向涌來(lái)的涌浪或風(fēng)浪到達(dá)這一帶淺水區(qū)（水深與波長(zhǎng)比值等于0.5）時(shí)，涌和浪受海底影響，開(kāi)始產(chǎn)生近岸浪現(xiàn)象，假定周期不變，波長(zhǎng)將逐漸減小，浪高將逐漸增加，能量將逐漸集聚，直到波陡（浪高與波長(zhǎng)的比值）大約等于0.7時(shí)浪發(fā)生破碎為止。因此，當(dāng)刮SW-S大風(fēng)時(shí)或有大涌浪從SW-S方向向阿古拉斯至好望角一帶襲來(lái)時(shí)，200米等深線至100米等深之間的水域?qū)⑹强駶龕豪藚^(qū)。在好望角附近水域，200米至100米等深線的寬度大約只有3-4海里左右，海底坡陡更大，近岸浪現(xiàn)象更明顯，因此，好望角附近海況更為惡劣。整個(gè)南非沿岸的大陸架都是非常陡峭，在岸線受到正面的風(fēng)浪或涌浪襲擊時(shí)，均會(huì)產(chǎn)生不同程度的近岸浪現(xiàn)象。另外，由于好望角和阿古拉斯角的岬角效應(yīng)，也會(huì)助長(zhǎng)哪里風(fēng)和浪。

3.阿古拉斯海流

阿古拉斯海流是莫桑比克海流抵達(dá)南非沿岸處的沿續(xù)，它沿著南非沿岸向SW-W流動(dòng)，在Cape Recife（34o00.0S/024o42.0E）西南處分支，其中一個(gè)分支繼續(xù)沿著南非海岸繼續(xù)向W-NW流動(dòng)，最終在南非西部與大西洋的本格拉 （Benguela） 海流匯合，另一分支轉(zhuǎn)向南并折回與東行的南大洋冷流的暖側(cè)（北側(cè)）匯合。阿古拉斯海流緊貼南非東岸一直流到東倫敦（East London）附近，流束的中心位于靠近大陸架的斜坡處，流束邊緣出現(xiàn)在靠岸側(cè)200米等深線附近，并且在圣德露西亞角（Cape Saint Lucia）至東倫敦（East London）沿岸之間的流速最快和流束最窄，每月都有流速5節(jié)的記錄。從莫桑比克海峽到阿古拉斯角的流很強(qiáng)，夏季（1-4月）最強(qiáng)，平均流速2-3節(jié)，最大可達(dá)5節(jié)，當(dāng)阿古拉斯海流與大風(fēng)引起的風(fēng)浪或與外海傳來(lái)涌浪相對(duì)時(shí)，使在大陸架邊緣處的涌浪劇烈增大，特別是在東倫敦外海處更為猛烈。阿古拉斯海流的存在是引發(fā)怪浪的必要條件之一。

4.南非東南海域的怪浪（Abnormal Waves）及預(yù)防

異常大浪（俗稱怪浪）是在一定的天氣、海況、海流和地理?xiàng)l件下才能偶爾發(fā)生。據(jù)記載，南非東南沿岸水域是發(fā)生怪浪最多的地方，它們主要發(fā)生在29o00.0S-33o30.0S之間阿古拉斯最強(qiáng)流經(jīng)過(guò)的大陸架外海側(cè)，但也有一艘船報(bào)道稱，在距大陸架外海側(cè)30海里處曾遇到了怪浪。怪浪可能發(fā)生在阿古拉斯主流流過(guò)的任何地方，近期的衛(wèi)星圖像顯示在阿古拉斯淺灘南部的阿古拉斯流折回處出現(xiàn)了非常高的大浪，但沒(méi)有報(bào)道稱在200米等深線以內(nèi)發(fā)生過(guò)怪浪。南非東南沿岸的怪浪在全年的每個(gè)時(shí)間都可能發(fā)生，但在南半球冬季發(fā)生的幾率最大，它的浪高可達(dá)到20米或以上，前面有一道非常深壑的大槽引領(lǐng)著浪峰邊緣向前突出的陡峭異常大浪以可感知的速度向東北方向推動(dòng)。南非東南海域的怪浪明顯地發(fā)生在有結(jié)伴而行的海浪和涌浪向東北方向逆著阿古拉斯強(qiáng)流而行期間，同時(shí)有鋒面氣旋內(nèi)的冷鋒沿著南非東南岸過(guò)境。

下面將南非東南岸怪浪發(fā)生的全過(guò)程介紹如下：南非東南外海水域總是常常存在著由高緯度風(fēng)暴引起的向東北方向運(yùn)動(dòng)涌浪，這些涌浪有時(shí)與愛(ài)德華太子島（Prince Edward Island）附近的一個(gè)低壓產(chǎn)生的涌浪和當(dāng)?shù)氐蛪寒a(chǎn)生的風(fēng)浪一起相互作并一起向東北運(yùn)動(dòng)，在這種情況下，可能同時(shí)存在波長(zhǎng)相差極大的3個(gè)浪列，有時(shí)同時(shí)存在著更多的這樣浪列并向大致相同的方向移動(dòng)。在朝著大致相同的方向運(yùn)動(dòng)中，這些不同浪列的浪峰非常偶然地占據(jù)同一位置而引起一個(gè)持續(xù)時(shí)間很短的臨時(shí)異常大浪，它的范圍沿著涌浪運(yùn)動(dòng)方向和沿著浪峰方向很小，也就只有幾鏈。在大海上，這個(gè)臨時(shí)異常大浪將仍然具有正弦曲線形狀。當(dāng)鋒面氣旋中的冷鋒沿著南非東南沿岸移動(dòng)時(shí)，鋒前刮北-東北強(qiáng)風(fēng)，如果風(fēng)時(shí)足夠長(zhǎng)，可使阿古拉斯流的流速增至高達(dá)5節(jié)，隨著冷鋒過(guò)境，風(fēng)向急劇變化，在4小時(shí)以內(nèi)就可能刮起強(qiáng)烈的西南風(fēng)，在這些情況下，海浪迅速形成，向著東北方向移動(dòng)并與比平常強(qiáng)的多的阿古拉斯流相對(duì)。如果在海浪和阿古拉斯流相對(duì)期間有一個(gè)上述臨時(shí)異常大浪向東北方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它到達(dá)大陸架邊緣的外海側(cè)時(shí)就不再是正弦曲線形狀，而是變成了一個(gè)前面有一道非常深壑大槽引領(lǐng)著的前緣極其陡峭的異常大浪-即怪浪。向西南行駛的船遇怪浪時(shí)，將看到船頭帶著不斷增加的沖力穩(wěn)穩(wěn)地跌進(jìn)大槽中，當(dāng)船頭與迎面駛來(lái)的大浪陡峭面相遇時(shí)，船首直接沖入，破碎的大浪帶著災(zāi)害性的力量覆蓋船首部分，對(duì)船體結(jié)構(gòu)破壞力極大。由于怪浪的形狀，向東北方向行駛的船遇到怪浪時(shí)，遭受嚴(yán)重?fù)p壞的可能性大大減小。沿著南非東南部海岸外航行的船舶，在遇到從西南方向涌來(lái)4米高以上的涌浪，同時(shí)刮6級(jí)以上的東北強(qiáng)風(fēng)并伴有氣壓下降時(shí)，應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離外海側(cè)的大陸架邊緣，進(jìn)入100米等深線以內(nèi)航行；如果預(yù)報(bào)有冷鋒帶有6級(jí)以上的東北強(qiáng)風(fēng)，最好的方法是向岸靠攏，駛出阿古拉斯海流，向西南行駛的船舶還應(yīng)大幅度減速，機(jī)警瞭望，謹(jǐn)慎駕駛。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]英版航路指南.世界大洋航路.