西北太平洋熱帶氣旋分析及避離方法的研究

談皓吉

摘要：西北太平洋熱帶氣旋是影響沿海和近洋船舶航行與海上設(shè)施作業(yè)安全的重大災(zāi)害性天氣。作為船舶駕駛員可以利用船上航海氣象設(shè)備儀器等設(shè)備、傳真天氣圖和海況圖來分析判斷熱帶氣旋的移動(dòng)路徑和移速，將地面預(yù)報(bào)圖、波浪圖和高空500百帕實(shí)況圖結(jié)合起來連續(xù)進(jìn)行科學(xué)分析，相互印證，對(duì)采取正確的避臺(tái)風(fēng)措施，保證人員、船舶安全和海洋防災(zāi)減災(zāi)具有非常重要的意義。本文主要研究熱帶氣旋的形成、移動(dòng)和避離方法。

關(guān)鍵詞：臺(tái)風(fēng)路徑 副熱帶高壓 氣象傳真圖

隨著世界和我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展， 海上船舶活動(dòng)日益增多。中國(guó)沿海和近洋海域已經(jīng)成為遠(yuǎn)東地區(qū)，特別是中、日、韓三國(guó)能源的海上補(bǔ)給線。但在此海域附近，災(zāi)害性天氣和海況對(duì)船舶的航行影響亦非常顯著，如夏秋季節(jié)的熱帶氣旋和秋冬季節(jié)的寒潮大風(fēng)天氣等。

1 熱帶氣旋對(duì)航行船舶的影響

世界上熱帶氣旋平均一年有80多個(gè)，北半球占到總數(shù)的三分之二，而西北太平洋上的熱帶氣旋占到總數(shù)的三分之一。我國(guó)又處于西北太平洋海域的西海岸，是遭受熱帶氣旋災(zāi)害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一，其次是日本、菲律賓和我國(guó)臺(tái)灣省，其對(duì)船舶安全航行威脅最大的災(zāi)害性天氣系統(tǒng)，熱帶氣旋導(dǎo)致的強(qiáng)風(fēng)、大浪（波浪和涌浪）、暴雨、風(fēng)暴潮等惡劣天氣和海況是影響船舶安全航行的重要因子。每年因熱帶氣旋災(zāi)害造成船舶的觸礁、擱淺、碰撞和翻船等海事很多，所以船舶駕駛員，特別是船長(zhǎng)要認(rèn)真分析熱帶氣旋的強(qiáng)度、移向和范圍等，對(duì)合理安排航區(qū)生產(chǎn)、降低和規(guī)避生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)提供參考，合理制定船舶在熱帶氣旋影響下的海上安全應(yīng)急對(duì)策、部署應(yīng)急力量等均具有重要的參考價(jià)值。 由于熱帶氣旋對(duì)船舶的影響，主要是熱帶氣旋大風(fēng)及其導(dǎo)致的風(fēng)浪、涌浪對(duì)船舶安全航行構(gòu)成的威脅。在航海實(shí)踐中，一般將熱帶氣旋中心至風(fēng)力大于等于8級(jí)的區(qū)域作為危險(xiǎn)區(qū)域。

2 西北太平洋熱帶氣旋介紹

西北太平洋熱帶氣旋主要發(fā)生在西北太平洋和中國(guó)南海的熱帶洋面上產(chǎn)生的一種很強(qiáng)大的暖性低氣壓，在熱帶氣旋區(qū)域內(nèi)，周圍的空氣具有強(qiáng)烈的輻合上升，在水平方向產(chǎn)生逆時(shí)針方向的氣流旋轉(zhuǎn)，并產(chǎn)生強(qiáng)烈的空氣水平運(yùn)動(dòng)，而且其氣流一邊逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下，整個(gè)熱帶氣旋向西或西北方向移動(dòng)。當(dāng)熱帶氣旋襲擊時(shí)，造成狂風(fēng)暴雨，雷電交加，降雨量可達(dá)100～200mm以上，風(fēng)力最大曾達(dá)34.7m/s，還沒出現(xiàn)大到巨浪。出現(xiàn)12級(jí)颶風(fēng)時(shí)，相當(dāng)于每平方米面積上受到71千克的風(fēng)壓力，可以拔樹倒屋。船舶常因熱帶氣旋侵襲，受到嚴(yán)重?fù)p失。

西北太平洋海域上空形成的熱帶氣旋較世界上其他任何地方都多，年均約35個(gè)。而這些熱帶氣旋中約有80%會(huì)發(fā)展成熱帶風(fēng)暴等級(jí)以上。平均每年約有26個(gè)熱帶氣旋達(dá)到至少熱帶風(fēng)暴的強(qiáng)度，約占全球熱帶風(fēng)暴數(shù)的31%，為其他任何地區(qū)的兩倍以上。西北太平洋海域也是全年各月都有臺(tái)風(fēng)發(fā)生的唯一地區(qū)。

從5～12月每月的臺(tái)風(fēng)數(shù)平均在一個(gè)以上。臺(tái)風(fēng)出現(xiàn)的盛期為7～10月，約占全年臺(tái)風(fēng)總數(shù)的70%，其中又以8月、9月最多，約占全年臺(tái)風(fēng)總數(shù)的40%。 65%的西北太平洋熱帶氣旋發(fā)源于7°N～15°N之間，91%的西北太平洋熱帶氣旋發(fā)源于5°N～20°N之間，即：南海到我國(guó)臺(tái)灣省-菲律賓以東的洋面上，包括馬里亞納、加羅林及馬紹爾群島所在海域，見圖1所示。

圖1為西北太平洋海域熱帶氣旋原地示意圖

11～12月，1～5月，熱帶氣旋主要是在130°E以東的海上轉(zhuǎn)向北上，以及在16°N以南往西行進(jìn)入南海中南部，或在越南南方登陸。在過渡季節(jié)的6月和10月，除了在125°E以東的海上轉(zhuǎn)向北上的熱帶氣旋外，西行進(jìn)入南海的熱帶氣旋路徑要比冬、春季節(jié)偏北得多，主要是在15°～20°N之間。到了7～9月臺(tái)風(fēng)季節(jié)，主要的臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑呈現(xiàn)往北、往西偏移的趨勢(shì)，且初夏臺(tái)風(fēng)一般向西移動(dòng)穿過菲律賓，但在夏末和秋季臺(tái)風(fēng)就常轉(zhuǎn)向西北，最后轉(zhuǎn)向北或東北。

西北太平洋區(qū)域臺(tái)風(fēng)轉(zhuǎn)向點(diǎn)的平均緯度在24°N附近。此外，西北太平洋約有29%的臺(tái)風(fēng)出現(xiàn)異常路徑，與北大西洋的異常臺(tái)風(fēng)相比，打轉(zhuǎn)臺(tái)風(fēng)出現(xiàn)的緯度較低，慢速移動(dòng)臺(tái)風(fēng)次數(shù)較少，較低緯度快速移動(dòng)的臺(tái)風(fēng)次數(shù)也較少。 多數(shù)情況下，西北太平洋臺(tái)風(fēng)的8級(jí)以上大風(fēng)所覆蓋的半徑僅有100公里左右，臺(tái)風(fēng)中心氣壓非常低，有時(shí)中心氣壓值低于920百帕。

3 熱帶氣旋所引起的災(zāi)害性天氣和海況

熱帶氣旋是發(fā)生在熱帶洋面上的一種暖性的氣旋性渦旋，是大氣中極強(qiáng)烈的風(fēng)暴，被稱為“風(fēng)暴之王”，具有極大的破壞力，其天氣和海況為狂風(fēng)、暴雨、巨浪、暴潮。成熟的熱帶氣旋有時(shí)會(huì)令船只沉沒，國(guó)際航運(yùn)受影響。但是熱帶氣旋以登陸陸地時(shí)所造成的破壞最大，主要的直接破壞包括以下三點(diǎn)：

海上大風(fēng)：熱帶氣旋的大風(fēng)區(qū)主要出現(xiàn)在熱帶氣旋的，北半球右前方，南半球在左前方，臺(tái)風(fēng)級(jí)的風(fēng)力足以損壞船舶的結(jié)構(gòu)與設(shè)備，特別是在船舶上甲板以上設(shè)備造成破壞更大，大風(fēng)亦可以把有移動(dòng)的物料吹到半空，使海洋環(huán)境變得非常危險(xiǎn)。

大浪和巨浪：因?yàn)闊釒庑拇罄藚^(qū)出現(xiàn)在熱帶氣旋的，北半球右后方，南半球在左后方，熱帶氣旋影響的海域產(chǎn)生大到巨浪，對(duì)船體的危害就更大，強(qiáng)雨區(qū)分布在北半球右后方，南半球左半球。見圖2所示。其具體天氣和海況表1所示，區(qū)域劃分見圖3所示。

圖3 熱帶氣旋結(jié)構(gòu)分析

眼區(qū)：熱帶氣旋中心區(qū)，該區(qū)域氣流下沉，天氣晴好，少云，微風(fēng)，天氣狀況很好，但是海況最惡劣，海面出現(xiàn)三角波，金字塔浪，眼區(qū)水平范圍（平均直徑）一般在10～50Km。

渦旋區(qū)：該區(qū)域天氣最惡劣，狂風(fēng)暴雨，海面能見度極差，海面出現(xiàn)巨浪，自最大風(fēng)速區(qū)外緣到臺(tái)風(fēng)眼壁，平均寬度

10～20Km。

外圍區(qū)：該區(qū)域指從熱帶氣旋邊緣到最大風(fēng)速外緣，有連續(xù)性降水，降水外圍有飛云（積云Cu），海面還出現(xiàn)涌浪，平均寬200～300Km。

表1熱帶氣旋的氣象海況要素endprint

氣象海

況要素 外圍區(qū) 渦旋區(qū) 眼區(qū)

氣溫 向中心升高，呈悶熱 溫度向中心逐漸升高 達(dá)到最高，形成暖中心

氣壓 向中心逐漸下降 急速下降，呈漏斗狀，氣壓梯度大，等壓線密集 降到最低

風(fēng)速 向中心急增 達(dá)到最大，最大風(fēng)速在眼碧附近，強(qiáng)臺(tái)風(fēng)可達(dá)60-70m/s及以上 突降至4級(jí)以下

云系 中低云為主的螺旋云帶Sc、Cu、Fn Cb和Ns組成堅(jiān)強(qiáng)的云墻 晴朗少云，偶有Ac

降水 陣性。向中心強(qiáng)度增大 暴風(fēng)傾盆，雷鳴電閃，右側(cè)雨量大 降水突然停止

能見度 向中心逐漸變壞 極其惡劣 仍然很差

海況 自中心傳出的涌浪，風(fēng)浪逐漸增大 高達(dá)十幾米的浪柱，到沿海引起風(fēng)暴潮，最大風(fēng)浪在右后，惡浪滔天，狂風(fēng)驟雨，惡浪暴潮 三角波金字塔浪

海況十分惡劣

4 在西北太平洋海域，船舶避離熱帶氣旋的簡(jiǎn)易方法

4.1為預(yù)防臺(tái)風(fēng)的襲擊

為預(yù)防臺(tái)風(fēng)的襲擊，應(yīng)該做到：在臺(tái)風(fēng)季節(jié)要密切注意收聽氣象部門發(fā)布的臺(tái)風(fēng)消息和臺(tái)風(fēng)警報(bào)，當(dāng)臺(tái)風(fēng)來襲時(shí)，船舶要就近找安全錨地避風(fēng)。在長(zhǎng)江下游，在臺(tái)風(fēng)尚未到達(dá)前風(fēng)向多是東北或東南風(fēng)，而臺(tái)風(fēng)過后急轉(zhuǎn)西北或西南風(fēng)，因此，一般應(yīng)選擇能避東北風(fēng)或東南風(fēng)、水深足夠、底質(zhì)好、有足夠回轉(zhuǎn)余地的水域作避風(fēng)錨地；船舶停靠碼頭，應(yīng)加強(qiáng)系纜，船舶與躉船應(yīng)加靠墊，避免碰撞損壞。

4.2 熱帶氣旋中心方位判定法

背真風(fēng)而立，以測(cè)者正前方為0°，在北半球，熱帶氣旋中心在左前方45°～90°；在南半球，中心在右前方

45°～90°方位。風(fēng)力< 6級(jí)，中心在45°左右；風(fēng)力8級(jí)時(shí)，中心在67.5°；風(fēng)力>10級(jí)，中心在90°左右。當(dāng)船舶測(cè)算出真風(fēng)向、真風(fēng)力后，內(nèi)插法由表算出θf，再下列公式求中心方位：

熱帶氣旋的中心方位=§d= dd ± （090°+ θf ），即：

§d= dd ±135° →當(dāng)風(fēng)力達(dá)到6級(jí)的時(shí)候，θf =45°；

§d= dd ±130° →當(dāng)風(fēng)力達(dá)到7級(jí)的時(shí)候，θf =40°；

§d= dd ±120° →當(dāng)風(fēng)力達(dá)到8級(jí)的時(shí)候，θf =30°；

§d= dd ±110° →當(dāng)風(fēng)力達(dá)到9級(jí)的時(shí)候，θf =20°；

§d= dd ±090° →當(dāng)風(fēng)力≥10級(jí)的時(shí)候，θf =0°；.

其中：dd為真風(fēng)向；±為北半球?yàn)檎?），南半球?yàn)樨?fù)（—）；θf為玄角

4.3 根據(jù)真風(fēng)向隨時(shí)間的變化、風(fēng)速大小和氣壓的變化判定

當(dāng)真風(fēng)向隨時(shí)間順時(shí)針方向變化時(shí)，表明船舶處在右半圓（北半球?yàn)槲ｋU(xiǎn)半圓，南半球在可航半圓上）；當(dāng)真風(fēng)向隨時(shí)間逆時(shí)針方向變化時(shí)，表明船舶處在左半圓（南半球?yàn)槲ｋU(xiǎn)半圓，北半球在可航半圓上）；當(dāng)風(fēng)向穩(wěn)定少變，船在熱帶氣旋進(jìn)路上。若風(fēng)速增大、氣壓降低 ，船舶處在熱帶氣旋前半圓。若風(fēng)速減小、氣壓回升 ，船舶處在熱帶氣旋后半圓。

綜合上述兩種方法可以判定船舶所處的象限：若真風(fēng)向隨時(shí)間順時(shí)針方向變化時(shí)，風(fēng)速增大、氣壓降低 ，船舶處在右前象限。若真風(fēng)向隨時(shí)間逆時(shí)針方向變化時(shí)，風(fēng)速增大、氣壓降低，船舶處在左前象限。

4.4 注意海洋環(huán)境制定合理的航次計(jì)劃

水溫在26℃～27℃的海洋背景下西北太平洋和中國(guó)南海海域生成熱帶氣旋的概率在89%左右，當(dāng)熱帶氣旋形成以后，其影響我國(guó)商船在北美、東南亞、歐洲、非洲、澳洲和地中海航線的安全，而且出現(xiàn)影響重心區(qū)北向漂移的現(xiàn)象。對(duì)于航運(yùn)企業(yè)來說，應(yīng)考慮這種影響的變化，適當(dāng)調(diào)整相關(guān)區(qū)域的航運(yùn)生產(chǎn)計(jì)劃；對(duì)于管理部門來說，在安排應(yīng)急和海上搜救資源方面應(yīng)根據(jù)區(qū)域的變化特征，增加相應(yīng)區(qū)域的應(yīng)急搜救力量配置。

所以，沿海船舶在制訂航次計(jì)劃過程中，應(yīng)考慮東海海區(qū)、南海海區(qū)，特別是在菲律賓以東海域熱帶氣旋的影響，充分利用傳真機(jī)、internet和GMDSS等各種手段收集相關(guān)的熱帶氣旋資料，根據(jù)熱帶氣旋可能的影響制定繞避熱帶氣旋策略，降低熱帶氣旋對(duì)船舶航行的影響，規(guī)避熱帶氣旋風(fēng)險(xiǎn)。航運(yùn)企業(yè)在安排航運(yùn)生產(chǎn)以及船舶在設(shè)計(jì)船舶航線過程中，應(yīng)針對(duì)不同月份熱帶氣旋對(duì)不同海區(qū)影響的頻繁程度，根據(jù)不同類型船舶的抗風(fēng)浪能力，合理安排船舶，制定詳細(xì)的繞、避臺(tái)方案。

5 結(jié)束語(yǔ)

熱帶氣旋是影響我國(guó)沿海航行條件的一大天氣系統(tǒng)。每年都會(huì)有一定數(shù)量的熱帶氣旋活躍于我國(guó)南部、東南部沿海。本文主要以作者多年海上經(jīng)驗(yàn)介紹了熱帶氣旋活動(dòng)的天氣和海況以及船舶避離熱帶氣旋方法，以期為在相關(guān)海域航行的船舶提供一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]尤慶華.船舶避臺(tái)計(jì)算機(jī)標(biāo)繪[D].上海海運(yùn)學(xué)院，2002年.

[2]劉學(xué)剛.臺(tái)風(fēng)暖心結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度變化的統(tǒng)計(jì)聯(lián)系[D].南京信息工程大學(xué)，2007年.

[3]吳 鵬.北上熱帶氣旋及其監(jiān)測(cè)預(yù)警信息的研究[D].大連海事大學(xué)，2008年.

[4]沈四林.《海洋與氣象》[J].大連海事大學(xué)出版社，1998年.endprint