中國(guó)沿海水文氣象信息的綜合應(yīng)用

大連海事大學(xué) 劉振 白春江 劉大剛

隨著中國(guó)海上運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，中國(guó)沿海已經(jīng)成為世界上水上交通最繁忙的區(qū)域之一。中國(guó)水上運(yùn)輸將保持快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，沿海航行及進(jìn)出港船舶將不斷增多，加上中國(guó)沿海的氣象、海況環(huán)境較為復(fù)雜，準(zhǔn)確快捷的掌握沿海的氣象信息，對(duì)于保障船舶的航行安全、保護(hù)海洋環(huán)境十分必要。

一、中國(guó)沿海獲取氣象信息的主要途徑及其應(yīng)用

(一)船舶儀器獲取水文氣象信息

傳統(tǒng)上船舶獲取氣象信息的途徑是通過(guò)NAVTEX、INMARSAT-C 和氣象傳真接收機(jī)等儀器。其中，NAVTEX 和INMARSAT-C 用于接收天氣報(bào)告，氣象傳真接收機(jī)用于接收天氣傳真圖。

1.NAVTEX/INMARSAT-C

在中國(guó)沿海航行的船舶可以利用NAVTEX 或INMARSAT-C 站接收臨近海岸電臺(tái)發(fā)布相應(yīng)海區(qū)的天氣報(bào)告和警報(bào)。中國(guó)在天津、上海、福州、廣州、香港、三亞等地設(shè)有海岸電臺(tái)，覆蓋了整個(gè)中國(guó)沿海航行區(qū)域，每天定時(shí)用中、英文明碼向國(guó)內(nèi)外商船轉(zhuǎn)發(fā)由當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)制作的海上天氣報(bào)告和警報(bào)。通過(guò)各岸臺(tái)播發(fā)的天氣報(bào)告可以獲得：（1）警報(bào)（大風(fēng)、熱帶氣旋警報(bào)等）；（2）天氣形勢(shì)摘要（高壓、低壓、熱帶氣旋、鋒等天氣系統(tǒng)的位置、強(qiáng)度、移向、移速等）；（3）海區(qū)天氣預(yù)報(bào)（天氣狀況、天氣現(xiàn)象、風(fēng)力、風(fēng)向、浪級(jí)、浪向等）[1]。

2.氣象傳真接收機(jī)

海上的氣象傳真系統(tǒng)是將陸地氣象觀測(cè)臺(tái)觀測(cè)到的各種氣象資料圖片，通過(guò)海岸氣象傳真播發(fā)在固定的頻率上，定時(shí)向遠(yuǎn)洋船舶播發(fā)。航行在各海區(qū)的船舶可以使用氣象傳真接收機(jī)有選擇地接收海岸電臺(tái)播發(fā)的氣象傳真圖，及時(shí)掌握船舶所在海區(qū)的氣象情況，以保證船舶航行安全。氣象傳真圖具有直觀性好、覆蓋范圍大、可信度高、便于綜合分析應(yīng)用和長(zhǎng)期保存等特點(diǎn)。在中國(guó)沿海地區(qū)可以選擇接收日本東京臺(tái)、韓國(guó)臺(tái)等發(fā)布的氣象傳真圖，而北京臺(tái)已經(jīng)不再向外播發(fā)傳真圖。

(二)互聯(lián)網(wǎng)上獲取水文氣象信息

經(jīng)過(guò)跟蹤研究發(fā)現(xiàn)，能夠提供中國(guó)沿海海域水文氣象信息的網(wǎng)站中，一些網(wǎng)站信息可以重點(diǎn)參考，如表1所示。

不同的網(wǎng)站提供不同的分析模式，這樣可以獲得更為充足和準(zhǔn)確的信息，也便于船舶駕駛員選擇自己適合的分析方式。同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)提供的氣象信息豐富，多數(shù)氣象信息是彩色的，視覺(jué)效果非常好，易于應(yīng)用分析。

(三)多途徑、多資料源獲取水文氣象信息的應(yīng)用

船舶在海上通過(guò)單一途徑獲取水文氣象信息，易受外部因素影響，如氣象傳真接收機(jī)、NAVTEX 和INMARSAT-C等設(shè)備易受信號(hào)強(qiáng)弱影響。通過(guò)船舶儀器和互聯(lián)網(wǎng)等多途徑獲取氣象信息，可以互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，保證氣象信息的及時(shí)、準(zhǔn)確、詳實(shí)和全面性。例如，船上的氣象傳真接收機(jī)接收到的氣象圖受傳真臺(tái)節(jié)目時(shí)間表的嚴(yán)格限制，因此，有時(shí)不能及時(shí)獲取，并且，接收到的氣象傳真圖時(shí)常不夠清晰，而通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接收氣象圖，時(shí)間較為寬松，氣象圖形式多樣[2]。

船上通過(guò)多途徑獲取的資料中，氣象傳真圖具有良好的直觀性，圖像覆蓋范圍大、資料連續(xù)性強(qiáng)，便于綜合分析及長(zhǎng)期保存，但其只能了解大范圍的天氣演變過(guò)程，而識(shí)別氣象傳真圖需要一定的氣象知識(shí)作為基礎(chǔ)，最重要的是，船舶所在海域所關(guān)心的風(fēng)向、風(fēng)力及浪高等詳細(xì)氣象要素信息不能準(zhǔn)確獲得。天氣報(bào)告能夠直接讀出船舶所在海域正受何天氣系統(tǒng)影響，判斷出船舶位于該天氣系統(tǒng)的哪個(gè)部位，同時(shí)可獲得此海域當(dāng)前和未來(lái)詳細(xì)的海況和天氣形勢(shì)，簡(jiǎn)單明了，不需要掌握專業(yè)的氣象知識(shí)就能讀出。但天氣報(bào)告只能讀出局部天氣和海況的具體信息，不夠直觀且不能了解大范圍的天氣演變過(guò)程。在互聯(lián)網(wǎng)上可以接收的氣象信息更豐富、全面和精細(xì)，同時(shí)也可獲得向船舶發(fā)布的氣象傳真圖和天氣報(bào)告內(nèi)容，通過(guò)這種傳播方式的氣象信息具有全面、快速、彩色、高畫(huà)質(zhì)、動(dòng)態(tài)、簡(jiǎn)單和直觀等許多優(yōu)點(diǎn)，可以進(jìn)一步核實(shí)影響船舶安全航行的水文氣象要素的準(zhǔn)確性，也有利于進(jìn)一步全面獲取未來(lái)航線上的水文氣象要素信息[3]。

表1 中國(guó)沿海可獲取氣象信息的主要網(wǎng)站

二、影響船舶安全航行的水文氣象信息獲取

水文氣象要素包括風(fēng)、氣壓、氣溫、濕度、天空狀況、能見(jiàn)度、天氣現(xiàn)象、海溫、海冰、海流和海浪等。在眾多的水文氣象要素中，風(fēng)、海浪和能見(jiàn)度直接關(guān)系到船舶的航行安全，因此，這些水文氣象信息是船舶駕駛員需要優(yōu)先獲取的[4]，同時(shí)對(duì)一些典型的天氣系統(tǒng)需要更加謹(jǐn)慎，如熱帶氣旋、冷高壓、溫帶氣旋等，它們將帶來(lái)更為惡劣的天氣和海況。

(一)風(fēng)

中國(guó)沿海航行船舶應(yīng)主要接收日本氣象廳JMH 臺(tái)發(fā)布的亞洲地面分析圖和預(yù)報(bào)圖，在圖中詳細(xì)標(biāo)出了影響中國(guó)及沿海的各種天氣系統(tǒng)，而且對(duì)8 級(jí)以上大風(fēng)、霧區(qū)等惡劣天氣都發(fā)有警報(bào)，但時(shí)常僅標(biāo)出大致范圍。通過(guò)分析氣象傳真圖可對(duì)船舶所在海域受何天氣系統(tǒng)影響及風(fēng)的信息進(jìn)行大致了解，詳細(xì)的信息可以結(jié)合附近海岸電臺(tái)發(fā)布的天氣報(bào)告和警報(bào)。

通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)獲取所在海區(qū)的風(fēng)要素信息可以選擇中央氣象臺(tái)網(wǎng)站。中央氣象臺(tái)網(wǎng)站每天發(fā)布海洋天氣公報(bào)，內(nèi)容包括中國(guó)近海海區(qū)天氣實(shí)況和未來(lái)兩天具體預(yù)報(bào)；海上大風(fēng)實(shí)況圖和預(yù)報(bào)圖中對(duì)7 級(jí)以上大風(fēng)區(qū)，明確標(biāo)出范圍和強(qiáng)度；網(wǎng)站上還同時(shí)發(fā)布沿岸34 個(gè)海區(qū)和近海18 個(gè)海區(qū)未來(lái)1 ～3 天的詳細(xì)預(yù)報(bào)，包括風(fēng)向、風(fēng)力、浪高和能見(jiàn)度等，如圖1所示。

(二)海浪

船舶所在海區(qū)的海浪信息可以利用NAVTEX 接收臨近海岸電臺(tái)發(fā)布的天氣報(bào)告和警報(bào)進(jìn)行大致了解，而利用傳真接收機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)獲取有關(guān)氣象部門(mén)提供的海浪分析和預(yù)報(bào)圖，則可以更加直觀、準(zhǔn)確地掌握海浪分布信息。在中國(guó)沿海航行的船舶可接收日本氣象廳JMH 臺(tái)發(fā)布的西北太平洋海浪分析圖和預(yù)報(bào)圖，更為詳細(xì)、具體的海浪信息可以參考中央氣象臺(tái)、國(guó)家海洋局預(yù)報(bào)中心、日本氣象廳和臺(tái)灣氣象局等氣象網(wǎng)站。

日本氣象廳通過(guò)傳真臺(tái)及其網(wǎng)站每天發(fā)布0000 和1200UTC 的海浪實(shí)況圖和預(yù)報(bào)圖，在圖中標(biāo)有天氣系統(tǒng)中心位置和強(qiáng)度以及以米（m）為單位不同高度的浪區(qū)范圍。日本氣象廳網(wǎng)站同時(shí)提供日本南部海區(qū)的彩色波高分析圖和預(yù)報(bào)圖，預(yù)報(bào)圖每6h 分析預(yù)報(bào)一張，時(shí)效達(dá)3 天，雖然中國(guó)沿海只包括東海和黃海的大部分海區(qū)，但圖中以不同顏色（漸變的冷暖色）區(qū)域表示不同范圍的浪高，清晰直觀，易于辨別大浪區(qū)。中央氣象臺(tái)和國(guó)家海洋局預(yù)報(bào)中心網(wǎng)站針對(duì)中國(guó)沿海不同海區(qū)發(fā)布較為詳細(xì)的浪高、浪向和涌高文字預(yù)報(bào)，同時(shí)國(guó)家海洋局環(huán)境預(yù)報(bào)中心每天發(fā)布西北太平洋海浪分析和1 ～3 天海浪預(yù)報(bào)圖。臺(tái)灣氣象局網(wǎng)站上每天發(fā)布一次以臺(tái)灣島為中心的大部分中國(guó)沿海海區(qū)的海浪分析和1 ～2 天的海浪預(yù)報(bào)圖。

需要注意的是，海浪圖中的等波高線一般采用浪高的平均值，如海上所有波浪前1/3 較大波的平均波高，因此實(shí)際中船舶遇到的最大波浪高度有可能達(dá)到圖中波高的2倍之多。

(三)能見(jiàn)度

能見(jiàn)度嚴(yán)重影響船舶安全航行，日本氣象廳JMH傳真臺(tái)發(fā)布的地面分析圖只可以獲得海上能見(jiàn)度低于 0.3 n mile 的濃霧區(qū)域，在圖中濃霧區(qū)利用波浪線圍出，但在中國(guó)沿海時(shí)常只用FOG[W]粗略標(biāo)注，沒(méi)有具體的濃霧范圍。利用NAVTEX 或INMARSAT-C 站接收的天氣報(bào)告或警報(bào)可以詳細(xì)獲得具體海區(qū)的能見(jiàn)度情況。

互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站可以參考中央氣象臺(tái)發(fā)布的海洋天氣公報(bào)以及沿岸或近海海區(qū)天氣具體預(yù)報(bào)，以獲得更為詳細(xì)的船舶所在海區(qū)的能見(jiàn)度變化情況。

圖1 中央氣象臺(tái)網(wǎng)站發(fā)布沿岸和近海天氣預(yù)報(bào)

三、實(shí)例分析

筆者所在船舶由廈門(mén)駛往大連，2013年6月4日本船位于舟山群島附近，由于船舶噸位較小并且空載，容易受風(fēng)浪影響，為了詳細(xì)了解計(jì)劃航線上當(dāng)前和未來(lái)的天氣海況信息，船舶駕駛員將通過(guò)NAVTEX、氣象傳真接收機(jī)以及互聯(lián)網(wǎng)獲取到的多種氣象資料進(jìn)行綜合、對(duì)比、分析，其中從日本氣象廳接收到的氣象傳真圖如圖2所示。通過(guò)氣象傳真圖分析可知本船位于濃霧區(qū)，在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，因?yàn)闆](méi)有典型天氣系統(tǒng)影響，濃霧可能將持續(xù)，同時(shí)傳真圖上本船所在海域等壓線稀疏，風(fēng)力應(yīng)該不大，但對(duì)該海域詳細(xì)的風(fēng)力大小、風(fēng)向以及海浪等情況不能具體讀出，船舶駕駛員仍不能完全掌握船舶周圍及未來(lái)的天氣海況信息。

圖2 日本JMH臺(tái)發(fā)布的地面分析圖

通過(guò)NAVTEX 接收到上海海岸電臺(tái)發(fā)布的天氣報(bào)告，內(nèi)容為：“上海氣象臺(tái)4日16 點(diǎn)到5日16 點(diǎn)天氣預(yù)測(cè)：黃海北部多云偏南(5-6)明轉(zhuǎn)南到東南(6)，輕；黃海中部多云偏南(5-6)，輕；黃海南部多云東南(5-6)明轉(zhuǎn)(6)，輕；東海北部陰局部有陣雨轉(zhuǎn)多云偏東(5-6)，中；4日8點(diǎn)天氣大勢(shì)靜止鋒從(25/100)經(jīng)過(guò)(22/111)(26/120)到(26/128)；低(991)(39/103)移向偏東，緩慢；高(1019)(39/134)，少動(dòng)”。從接收到的天氣報(bào)告中，可以得出我船所在海域的風(fēng)力在5 ～6 級(jí)，中浪。但通過(guò)天氣報(bào)告獲取到的氣象信息，準(zhǔn)確性不能保證，并且對(duì)于具體的風(fēng)浪區(qū)域也不能具體掌握。

通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，從日本國(guó)際氣象海洋株式會(huì)社網(wǎng)站獲取當(dāng)天中國(guó)沿海海域的彩色波浪分析和預(yù)報(bào)圖（如圖3），圖中可以清楚的看出浪區(qū)的范圍與分布，本船所在海域的浪高在50 ～149cm，波向偏東，計(jì)劃航線上未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)波高和波向變化不大，正好與上海臺(tái)發(fā)布的天氣報(bào)告進(jìn)行相互核實(shí)，確保了獲取到的氣象信息的準(zhǔn)確性。

通過(guò)多途徑、多資料獲取到的氣象信息綜合分析，可以得出本船所在海域及計(jì)劃航線上未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的整個(gè)天氣和海況，具體信息是：濃霧；東南風(fēng)到偏東風(fēng)5 ～6 級(jí)；浪高在50 ～149cm，浪向偏東，與當(dāng)時(shí)實(shí)際觀測(cè)到的氣象海況基本一致。

圖3日本發(fā)布波浪分析和預(yù)報(bào)彩色圖

四、結(jié)語(yǔ)

當(dāng)船舶在中國(guó)沿海航行時(shí)首先要利用NEVTEX、INMARSAT-C、氣象傳真接收機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)等廣泛收集水文氣象資料；然后，根據(jù)多種途徑獲取到的資料，進(jìn)行綜合比對(duì)分析，這樣可以及時(shí)、準(zhǔn)確、全面、詳實(shí)地獲取與船舶航行安全有關(guān)的天氣情況及詳細(xì)的風(fēng)、海浪和能見(jiàn)度等氣象要素信息，根據(jù)掌握到的天氣和海況信息提前為船舶航行做準(zhǔn)備，從而更好地保障船舶航行安全。

[1]張永寧．航海氣象學(xué)與航洋學(xué)[M]．大連：大連海事大學(xué)出版社，2008：177．

[2]王祥濤，趙強(qiáng)．中國(guó)沿海南北線的氣象資料源[J]．中國(guó)水運(yùn)，2007，7（7）：21-22．

[3]冷梅．INTERNET上的海洋氣象信息．天津航海，2000，（1）：48-49．

[4]張志兵，馬闖關(guān)，劉大剛．西北太平洋常用網(wǎng)上天氣圖的應(yīng)用[J]．中國(guó)航海，2009，32（3）：85-90.