福建省赤潮預(yù)警系統(tǒng)研究與應(yīng)用

李雪丁，曾銀東，任在常，張春桂，郭民權(quán)

福建省赤潮預(yù)警系統(tǒng)研究與應(yīng)用

李雪丁1，曾銀東1，任在常1，張春桂2，郭民權(quán)1

（1.福建省海洋預(yù)報(bào)臺(tái)，福建福州350003；2.福建省氣象科學(xué)研究所，福建福州350001）

考慮赤潮預(yù)警的業(yè)務(wù)需求，基于GIS平臺(tái)、C/S（Client/Server）架構(gòu)和2D web GIS服務(wù)平臺(tái)，研發(fā)了赤潮預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)由赤潮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、赤潮藻種庫(kù)、赤潮預(yù)警模型、赤潮動(dòng)態(tài)、赤潮歷史資料和系統(tǒng)管理六大模塊組成?？蓪?shí)現(xiàn)生態(tài)浮標(biāo)監(jiān)測(cè)、常規(guī)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、應(yīng)急監(jiān)測(cè)、衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集入庫(kù)、查詢、顯示、分析；能夠開展基于天氣模型的赤潮預(yù)警，赤潮漂移軌跡預(yù)報(bào)，對(duì)赤潮周邊海水養(yǎng)殖、海水浴場(chǎng)休閑旅游進(jìn)行示警。該系統(tǒng)為業(yè)務(wù)人員快速制作、發(fā)布赤潮預(yù)警，赤潮防災(zāi)減災(zāi)輔助決策支持等方面提供了支撐平臺(tái)。

赤潮；預(yù)警系統(tǒng)；GIS

1 引言

福建省是海洋大省，海岸線曲折漫長(zhǎng)，海灣眾多，沿海島嶼星羅密布。因其特殊的海灣環(huán)境、氣候條件及沿海海洋環(huán)境污染的加劇[1]，平均每年發(fā)生赤潮16.1起[2]，是我國(guó)赤潮頻發(fā)的省份之一。赤潮嚴(yán)重威脅福建省漁業(yè)生產(chǎn)、濱海旅游甚至公眾健康，尤以有毒赤潮的危害為甚，2012年發(fā)生在福州連江到泉州杜厝一帶沿岸海域的米氏凱倫藻赤潮造成了漁業(yè)直接經(jīng)濟(jì)損失20.11億元[3]。面對(duì)這一日益突出的海洋生態(tài)問題，如何進(jìn)行有效預(yù)測(cè)和防災(zāi)減災(zāi)迫在眉睫。

赤潮的發(fā)生是生物、化學(xué)、水文、氣象等因子綜合影響的結(jié)果[4-7]，各影響因子在不同海域和不同季節(jié)差異很大，不同赤潮優(yōu)勢(shì)藻種發(fā)生時(shí)各因子的變化也各異，因此，難以建立通用的赤潮預(yù)報(bào)模型，建立區(qū)域性赤潮預(yù)警系統(tǒng)較為可行，近年來已有相關(guān)研究。張濤等[8]利用已有赤潮監(jiān)測(cè)技術(shù)和浮標(biāo)監(jiān)測(cè)及船載快速監(jiān)測(cè)技術(shù)，開發(fā)了赤潮監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)。馮劍豐等[9]基于實(shí)例推理機(jī)制(CBR)，綜合運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、知識(shí)發(fā)現(xiàn)、模糊邏輯及赤潮生態(tài)動(dòng)力學(xué)模型庫(kù)，開發(fā)了智能赤潮預(yù)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。謝贊福等[10]研發(fā)了基于Web的赤潮預(yù)報(bào)專家系統(tǒng)。盧志永等[11]開發(fā)了集預(yù)測(cè)預(yù)警信息系統(tǒng)、預(yù)測(cè)預(yù)警決策系統(tǒng)和預(yù)測(cè)預(yù)警應(yīng)急系統(tǒng)的赤潮綜合集成預(yù)警系統(tǒng)。前人研究成果多關(guān)注赤潮預(yù)警的一個(gè)或幾個(gè)環(huán)節(jié)，沒有涉及從多元監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集與分析、預(yù)警模型、預(yù)警制作與發(fā)布、輔助決策與一體赤潮綜合應(yīng)用系統(tǒng)，特別是具有長(zhǎng)期穩(wěn)定數(shù)據(jù)支撐的業(yè)務(wù)化赤潮預(yù)警系統(tǒng)較為少見。

2000年，福建省啟動(dòng)了赤潮監(jiān)控區(qū)監(jiān)測(cè)工作，對(duì)赤潮頻發(fā)的四大海域進(jìn)行定期定點(diǎn)監(jiān)測(cè)，有效提升了福建省赤潮發(fā)現(xiàn)率。但因監(jiān)測(cè)頻率較低，難以對(duì)赤潮的發(fā)生進(jìn)行有效預(yù)警。福建省赤潮預(yù)警工作始于2007年，其主要手段是利用海上生態(tài)浮標(biāo)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和赤潮監(jiān)控區(qū)常規(guī)定點(diǎn)、應(yīng)急監(jiān)測(cè)資料，結(jié)合高、低空大氣環(huán)流形勢(shì)變化進(jìn)行分析，對(duì)福建沿海赤潮進(jìn)行預(yù)警。因缺乏赤潮預(yù)警平臺(tái)，無法開展基于單個(gè)或多個(gè)海洋環(huán)境因子變化的定量預(yù)警，也沒有建立赤潮天氣預(yù)警模型和赤潮漂移模型，難以就赤潮對(duì)養(yǎng)殖海區(qū)、海水浴場(chǎng)、濱海旅游等產(chǎn)業(yè)的影響進(jìn)行預(yù)警，為政府部門防災(zāi)輔助決策提供科學(xué)依據(jù)。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)福建省赤潮預(yù)警業(yè)務(wù)化工作的需求，重點(diǎn)研究適合福建海域的赤潮天氣預(yù)警模型，建立赤潮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析模塊，研究赤潮漂移預(yù)警模型，開發(fā)了赤潮預(yù)警系統(tǒng)，系統(tǒng)基于GIS平臺(tái)、C/S（Client/Server）架構(gòu)和2D web GIS服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了赤潮預(yù)警的制作與發(fā)布，赤潮漂移軌跡預(yù)測(cè)，分析赤潮對(duì)周邊海水養(yǎng)殖、海水浴場(chǎng)、濱海旅游區(qū)的影響，為業(yè)務(wù)人員開展業(yè)務(wù)化赤潮預(yù)警提供平臺(tái)，為政府部門防御赤潮災(zāi)害提供決策支持。

2 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境

以Windows操作系統(tǒng)的PC電腦作為本軟件運(yùn)行平臺(tái)，客戶端硬件要求CPU至強(qiáng)2.6GHz，內(nèi)存2.0G；服務(wù)端硬件要求CPU至強(qiáng)2.8GHz，內(nèi)存4.0G；軟件基于Microsoft.NET平臺(tái)開發(fā)，使用C＃語(yǔ)言，SQL Server2005數(shù)據(jù)庫(kù)工具，Microsoft Visual Studio 2010 IDE開發(fā)工具，通過winform桌面應(yīng)用技術(shù)，調(diào)用操作系統(tǒng)的Framework 3.5類庫(kù)，客戶端與服務(wù)端通過socket協(xié)議方式建立握手連接進(jìn)行通信。

3 系統(tǒng)主要特點(diǎn)

（1）基于二維地理信息系統(tǒng)（2D web GIS）平臺(tái)?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)的管理與分析具有高效、便捷、可靠、易于移植、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)；

（2）響應(yīng)速度快。客戶端與服務(wù)器直接相連，大量數(shù)據(jù)處理在服務(wù)器端完成，響應(yīng)速度快；客戶端承擔(dān)部分?jǐn)?shù)據(jù)處理、算法運(yùn)行任務(wù)，降低服務(wù)器負(fù)擔(dān)；

（3）操作界面?zhèn)€性化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)界面具有直觀、美觀、形式多樣，簡(jiǎn)潔、方便等特點(diǎn)，而且能滿足客戶個(gè)性化操作的要求；

（4）采用Microsoft.NET反射機(jī)制。系統(tǒng)廣泛使用遠(yuǎn)程調(diào)用技術(shù)，拓展了通過任何設(shè)備隨時(shí)隨地操作數(shù)據(jù)和進(jìn)行通訊的能力，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)透明度，并利用多線程方式實(shí)現(xiàn)了多數(shù)據(jù)源并發(fā)處理；

（5）可擴(kuò)展性強(qiáng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)了擴(kuò)展接口和功能插件配置機(jī)制，有新增模塊需求時(shí)，能獨(dú)立研發(fā)，插件式集成到系統(tǒng)菜單以及地圖平臺(tái)上。

4 系統(tǒng)模塊與功能

赤潮預(yù)警系統(tǒng)采用二維地理信息系統(tǒng)技術(shù)，支持各種圖層疊加、比例縮放、地圖查詢、距離面積測(cè)量等通用GIS功能，支持疊加高比例尺電子地圖等基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，提供了點(diǎn)、線、多邊形、圓形四種基本圖元類型，直觀展現(xiàn)赤潮發(fā)生的時(shí)空分布、影響區(qū)域等。系統(tǒng)包括監(jiān)測(cè)信息、赤潮預(yù)警、赤潮動(dòng)態(tài)、歷史查詢、赤潮資料和系統(tǒng)管理等六大模塊，具體框架圖如圖1所示。

4.1監(jiān)測(cè)信息模塊

監(jiān)測(cè)信息可以查詢氣象、浮標(biāo)、衛(wèi)星遙感和天氣圖數(shù)據(jù)信息（見圖2），查看單個(gè)要素時(shí)間序列曲線，及在同一窗口查看多個(gè)要素時(shí)間序列曲線。鼠標(biāo)移至曲線內(nèi)，可查看曲線對(duì)應(yīng)時(shí)間和要素的數(shù)值。

（1）氣象監(jiān)測(cè)信息：福建省沿海各市、縣氣象站數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)要素為氣壓、氣溫、風(fēng)速、風(fēng)向等；

（2）浮標(biāo)監(jiān)測(cè)信息：臺(tái)灣海峽中線附近5個(gè)大浮標(biāo)數(shù)據(jù)，福建省沿海14個(gè)生態(tài)浮標(biāo)數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)要素為風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、氣壓、葉綠素-a、濁度、水溫、鹽度、溶解氧、溶解氧飽和度、pH、流速、流向、有效波高、最大波高等；

（3）遙感監(jiān)測(cè)信息：臺(tái)灣海峽及其周邊海域海洋水色遙感產(chǎn)品，監(jiān)測(cè)要素為葉綠素、海表水溫、葉綠素?zé)晒?、葉綠素異常、懸浮泥沙、透明度、海面風(fēng)等；

（4）天氣圖信息：歷史天氣實(shí)況圖和預(yù)報(bào)圖，預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)為中國(guó)、韓國(guó)、美國(guó)等，包括地面天氣圖和高空天氣圖，其中地面天氣圖上填有氣溫、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、能見度和海平面氣壓等，同時(shí)還包含了一部分高空不同層次的云和降水，也有過去6 h內(nèi)的天氣現(xiàn)象，高空天氣圖有850、700、500 hPa等層次，可以分析不同高度層中的氣壓場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濕度場(chǎng)。

4.2赤潮預(yù)警模塊

該模塊由赤潮預(yù)警天氣模型、赤潮漂移模型、赤潮預(yù)警制作和發(fā)布組成。

赤潮預(yù)警天氣模型的原理是利用NCEP的500 hPa再分析氣象資料，研究天氣形勢(shì)與福建沿海赤潮發(fā)生之間的相關(guān)關(guān)系，建立統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)模型。本文取氣象和赤潮資料的年限為2001—2010年，以赤潮面積大于10 km2的116個(gè)赤潮個(gè)例作為研究樣本，研究分為4—5月、6—7月、8—9月三個(gè)時(shí)間段，分析過程包括計(jì)算季節(jié)天氣平均場(chǎng)、赤潮個(gè)例天氣相關(guān)場(chǎng)、初始天氣典型場(chǎng)和赤潮天氣典型場(chǎng)。

圖1 赤潮預(yù)警系統(tǒng)框架圖

圖2 監(jiān)測(cè)信息功能模塊界面

（1）季節(jié)天氣平均場(chǎng)：采用固定時(shí)間段內(nèi)對(duì)每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)上的位勢(shì)高度進(jìn)行時(shí)間平均，得出平均場(chǎng)數(shù)據(jù)；

（2）赤潮個(gè)例天氣相關(guān)場(chǎng)：分別將三個(gè)時(shí)間段內(nèi)赤潮生成時(shí)的天氣形勢(shì)場(chǎng)與相應(yīng)季節(jié)天氣平均場(chǎng)作距平場(chǎng)，對(duì)距平場(chǎng)進(jìn)行兩兩相關(guān)計(jì)算，輸出相關(guān)場(chǎng)矩陣；

（3）初始天氣典型場(chǎng)：對(duì)赤潮個(gè)例天氣相關(guān)場(chǎng)中相關(guān)系數(shù)大于等于0.7的所有赤潮個(gè)例對(duì)應(yīng)的天氣場(chǎng)進(jìn)行平均，作為初始天氣典型場(chǎng)；

（4）赤潮天氣典型場(chǎng)：利用初始天氣典型場(chǎng)對(duì)NCEP再分析資料進(jìn)行各月逐日相關(guān)計(jì)算，取相關(guān)系數(shù)大于等于0.7，且有赤潮發(fā)生時(shí)的天氣場(chǎng)再進(jìn)行平均，得到新平均場(chǎng)。采用同樣的方法，利用新平均場(chǎng)對(duì)歷史各月逐日天氣場(chǎng)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，經(jīng)過反復(fù)篩選，直至赤潮發(fā)生日期不再變化時(shí)，得到三個(gè)時(shí)間段的赤潮天氣典型場(chǎng)。相關(guān)關(guān)系的計(jì)算見公式（1）：

式（1）中，i表示時(shí)間序列，j表示格點(diǎn)序列，n表示所選典型場(chǎng)區(qū)域的格點(diǎn)數(shù)，ρixy表示變量x、y的相關(guān)系數(shù)，x變量表示個(gè)別典型場(chǎng)與氣候場(chǎng)的距平場(chǎng)，y變量表示所求季節(jié)內(nèi)每日天氣形勢(shì)場(chǎng)與氣候場(chǎng)的距平場(chǎng)，xˉi、yi分別表示第i天距平場(chǎng)的平均值。

利用數(shù)值預(yù)報(bào)天氣形勢(shì)場(chǎng)與赤潮天氣典型場(chǎng)進(jìn)行相關(guān)性分析，就可以預(yù)測(cè)赤潮發(fā)生的概率。例如，2013年5月8日，赤潮預(yù)警天氣模型計(jì)算相關(guān)系數(shù)為0.6，表明出現(xiàn)了有利于赤潮發(fā)生的天氣形勢(shì)，5月9日平潭龍王頭海水浴場(chǎng)附近海域發(fā)生了夜光藻赤潮。

赤潮漂移模型是在風(fēng)場(chǎng)-浪場(chǎng)-溫鹽流場(chǎng)數(shù)值模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合拉格朗日水質(zhì)點(diǎn)漂移理論而建立。其基本原理是赤潮的漂移軌跡和速度主要受控于潮流、海面風(fēng)及表層海流作用，將赤潮視為水質(zhì)點(diǎn)，可利用赤潮漂移模型預(yù)測(cè)其漂移軌跡。

本研究基于ROMS（Regional Ocean Modeling System）建立海流模型，該模型采用不可壓縮流體靜力學(xué)平衡方程，模式水平方向選用曲線正交坐標(biāo)系，使用“Arakawa C”交錯(cuò)網(wǎng)格，邊界潮位由全球大洋潮波模式（TPXO7）的輸出結(jié)果插值得到，使用大洋溫、鹽、流氣候態(tài)數(shù)據(jù)World OceanAtlas（WOA2009）作為側(cè)邊界控制條件，海表風(fēng)使用福建省海洋預(yù)報(bào)臺(tái)業(yè)務(wù)化運(yùn)行的WRF（Weather Research Forecast）風(fēng)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。假定赤潮初始位置為s→0，經(jīng)過一定的時(shí)間步長(zhǎng)Δt后漂移到新的位置s→，可以用公式（2）計(jì)算赤潮的漂移軌跡：

式中，V→t為t時(shí)刻的赤潮漂移速度，它是時(shí)間和空間的函數(shù)，Δα為湍流渦動(dòng)造成的隨機(jī)移動(dòng)距離。此外從公式上看，時(shí)間步長(zhǎng)dt的選取對(duì)漂移軌跡的模擬也是要考慮的重要因素，dt太大可能會(huì)導(dǎo)致誤差隨時(shí)間逐漸放大。

赤潮預(yù)警制作是預(yù)報(bào)員開展赤潮預(yù)警工作的平臺(tái)，預(yù)報(bào)員利用實(shí)時(shí)獲取的氣象、水文、生態(tài)、化學(xué)、遙感和天氣圖等資料，結(jié)合赤潮預(yù)警天氣模型預(yù)測(cè)結(jié)果，進(jìn)行綜合分析，開展赤潮發(fā)生條件預(yù)測(cè)，存儲(chǔ)入庫(kù)。

赤潮預(yù)警發(fā)布實(shí)現(xiàn)利用FTP、傳真、網(wǎng)站、電子郵件等通訊方式，快速發(fā)布赤潮預(yù)警信息。

4.3赤潮動(dòng)態(tài)模塊

赤潮動(dòng)態(tài)由赤潮信息報(bào)告、赤潮公告、赤潮動(dòng)態(tài)信息和海水浴場(chǎng)示警等子模塊組成。

赤潮信息報(bào)告模塊實(shí)現(xiàn)面向省政府的赤潮信息報(bào)告制作；赤潮公告模塊實(shí)現(xiàn)面向公眾的赤潮公告的制作。赤潮動(dòng)態(tài)信息子模塊實(shí)現(xiàn)赤潮現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)資料（包括水溫、鹽度、氣溫、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向、赤潮優(yōu)勢(shì)種及密度、是否毒性等）、照片、影像等資料的存儲(chǔ)與發(fā)布。海水浴場(chǎng)示警模塊用于赤潮防災(zāi)減災(zāi)輔助決策。該子模塊自動(dòng)判斷赤潮所在位置，測(cè)算與海水浴場(chǎng)距離，通過設(shè)定某一個(gè)警示距離，對(duì)距赤潮小于警示范圍內(nèi)的海水浴場(chǎng)進(jìn)行報(bào)警。例如，2013年5月21日發(fā)生在平潭龍鳳頭至限山海域的赤潮，經(jīng)系統(tǒng)自動(dòng)分析顯示，赤潮距平潭龍王頭海水浴場(chǎng)僅1.31 km，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。業(yè)務(wù)人員利用該系統(tǒng)預(yù)測(cè)赤潮漂移方向，分析對(duì)海水浴場(chǎng)的影響，建議政府部門適時(shí)關(guān)閉海水浴場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了赤潮防災(zāi)減災(zāi)輔助決策。

4.4歷史查詢模塊

歷史查詢模塊提供對(duì)歷史赤潮事件的檢索分析，可按地域（發(fā)生海區(qū)、沿海城市、經(jīng)緯度范圍）、時(shí)間（發(fā)生或結(jié)束時(shí)間、年份、某一個(gè)月份的所有年份、某個(gè)時(shí)間段內(nèi)某個(gè)月份）和其他（赤潮面積、優(yōu)勢(shì)種和毒性等）查詢等三種形式進(jìn)行單獨(dú)查詢，也可以進(jìn)行組合查詢，以及對(duì)查詢結(jié)果的再查詢（見圖3、4），這對(duì)于掌握歷史赤潮時(shí)空分布特征、藻種信息等具有重要意義。

圖3 赤潮歷史查詢功能模塊界面

圖4 時(shí)間查詢界面和其他查詢界面

4.5赤潮資料模塊

赤潮資料模塊由赤潮藻種信息、赤潮文檔檢索等子模塊組成。赤潮藻種信息模塊可查詢赤潮優(yōu)勢(shì)藻種中文名稱、拉丁文名稱、毒性、赤潮基準(zhǔn)密度、照片等信息；赤潮文檔模塊提供以文獻(xiàn)名、出版機(jī)構(gòu)、作者、出版時(shí)間等關(guān)鍵字的赤潮文獻(xiàn)查詢，以及相關(guān)法律法規(guī)的查詢，查詢可包括單一或組合查詢。

4.6系統(tǒng)管理模塊

系統(tǒng)管理模塊提供用戶管理、數(shù)據(jù)管理和設(shè)置管理3個(gè)子模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的新增、編輯、刪除、權(quán)限設(shè)置進(jìn)行維護(hù)管理，對(duì)更新、維護(hù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，對(duì)修改系統(tǒng)配置文件進(jìn)行管理。

5 系統(tǒng)應(yīng)用

業(yè)務(wù)人員利用赤潮預(yù)警系統(tǒng)，分析生物、水文、氣象和水質(zhì)的變化，結(jié)合赤潮預(yù)警天氣模型的概率預(yù)報(bào)，開展赤潮發(fā)生條件分析、制作和發(fā)布。以2013年5月9日平潭沿海赤潮為例介紹系統(tǒng)的應(yīng)用。

5.1監(jiān)測(cè)信息模塊

高空上，2013年5月7日08時(shí)我國(guó)沿海受高壓脊主體控制，9日東南沿海受脊后槽前的西南暖濕氣流控制（見圖5a、b）。地面上，7日內(nèi)陸西南地區(qū)有明顯的倒槽發(fā)展，9日內(nèi)陸發(fā)展形成的氣旋影響福建（見圖5c、d），沿海氣流偏南，氣溫、濕度上升明顯，此種天氣條件有利于福建沿海赤潮的發(fā)生。

氣溫從6日起持續(xù)升高，從18.6℃上升至赤潮發(fā)生時(shí)20.5℃，日上升幅度達(dá)0.8℃；氣壓于6日起持續(xù)下降，從1016.3 hPa下降到1005.1 hPa，10日下午又快速上升（見圖6），這種升溫降壓天氣過程有利于赤潮的發(fā)生[4]。

水溫在8日起有明顯上升過程，3 h升高了0.4℃，赤潮消亡前維持在19.9℃的高位，為赤潮暴發(fā)創(chuàng)造了良好的水溫條件；鹽度在7日和8日有兩次較大幅度的跳躍下降，有利于促進(jìn)赤潮生物的迅速增殖[5-6,12]；有效浪高在8日迅速減小至1.0 m以下，為赤潮的發(fā)生創(chuàng)造了穩(wěn)定的水體環(huán)境（見圖7）。

圖5 高空天氣圖（a、b），地面天氣圖（c、d）

圖6 2013年5月6—10日氣象條件

5.2赤潮預(yù)警天氣模型模塊

赤潮預(yù)警天氣模型顯示（見圖8），7日前天氣形勢(shì)與赤潮天氣形勢(shì)典型場(chǎng)相關(guān)系數(shù)小于0.3；8日起相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.6，指示赤潮發(fā)生的概率較大。

綜合上述分析，平潭海域持續(xù)多日的陰天，并伴有一定降水，前期鹽度明顯下降，氣溫、水溫快速回升，風(fēng)浪非常小，赤潮預(yù)警天氣模型顯示赤潮發(fā)生概率達(dá)0.6，發(fā)生赤潮可能性較大，我們利用該系統(tǒng)制作發(fā)布了赤潮預(yù)警信息。5月9日平潭龍王頭海水浴場(chǎng)附近海域發(fā)現(xiàn)夜光藻（Noctiluca scintillans）赤潮，面積約20 km2，10日后期赤潮消亡，水體恢復(fù)正常。

圖7 2013年5月6—10日水文條件

圖8 赤潮預(yù)警天氣模型預(yù)測(cè)結(jié)果

6 結(jié)語(yǔ)

本研究基于C/S架構(gòu)與2D web GIS服務(wù)平臺(tái)，使用C＃語(yǔ)言，SQL Server2005數(shù)據(jù)庫(kù)工具，開發(fā)了赤潮預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、客戶操作界面設(shè)計(jì)個(gè)性化、采用.NET反射機(jī)制、可擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn)，能夠提供便捷的赤潮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示分析，開展基于天氣模型的赤潮預(yù)警，實(shí)現(xiàn)快速制作發(fā)布赤潮預(yù)警信息，有效提高赤潮預(yù)警能力和赤潮資料的規(guī)范化管理水平，為赤潮防災(zāi)減災(zāi)決策提供技術(shù)支撐。

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Application of red tide forecasting system of Fujian

LI Xue-ding1,ZENG Yin-dong1,REN Zai-chang1,ZHANG Chun-gui2,GUO Min-quan1
(1.Fujian Marine Forcasts,Fuzhou,350003 China;2.Meteorological Institute of Fujian Province,Fuzhou 350001,China)

This study considered the requirement of red tide forecasting,designed and implementated red tide forecasting system,which was based on GIS perform,C/S framework and the 2D web GIS system.The system consists of six function modules,concluding monitoring information,red tide algae database,forecasting model, dynamic of red tide,query history red tide data and system management.This system could realize the automatic acquisition and storage of historical data and real-time monitoring data of red tide,manual editing,query and display,integration of red tide forecasting model and drift model.When the red tide occurs in the sea,the drift model can be used to forecast the drift direction of red tide,alarm and calculate the distance between red tide and surrounding seawater bathing,cultivation and tourism area.The establishment of this system can improve the ability of red tide forecasting,provide scientific and reasonable technical support for red tide disaster prevention.

red tide；forecasting system；GIS

X55

A

1003-0239（2014）04-0077-08

10.11737/j.issn.1003-0239.2014.04.011

2013-03-08

福建省自然科學(xué)基金（2011J01260）；福建省科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（2011Y0004）；福建省科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（2011Y0009）

李雪?。?982-），男，助理研究員，主要從事海洋預(yù)報(bào)工作。E-mail:lxd007@xmu.edu.cn

曾銀東（1978-），男，高級(jí)工程師，主要從事海洋預(yù)報(bào)工作。E-mail:zydzyd100@163.com