淺談氣象對海洋科考的影響

藍明華 孫雁鳴 張培豪

摘 要：十八大以來，隨著我國海洋強國戰(zhàn)略目標的確立與實施，中國海洋調(diào)查逐步從近海走向深遠海，我國的海洋調(diào)查水平得到大幅提升。盡管科考船的噸位和抗風浪能力都較以往有所提升，然而海洋調(diào)查活動依然受到客觀氣象條件如熱帶氣旋或寒潮等災害性天氣的制約和影響。整個海洋科考航次期間，科考船需要對海洋氣象進行研判，提前做好預防措施和應急預案，以保證海洋科考安全、高效運行。

關鍵詞：海洋氣象 海洋科考 應對措施 氣象研判

1.前言

眾所周知，和大型商船相比，海洋科考船噸位小、抗風浪能力差，更容易受到惡劣海況的影響。因此，科考船在大海中航行作業(yè)，必須盡可能避開大風浪海域，選擇有利的氣象海況條件，才能保障船舶安全經(jīng)濟航行，科考活動安全高效進行，提高營運效益。要達到此目的，駕駛?cè)藛T應掌握海洋氣象的基礎知識，了解氣象對對海洋科考活動的影響，才能制定應對惡劣氣象海況條件的有效措施。

2.海洋天氣系統(tǒng)概述

天氣系統(tǒng)的空間分布和時間變化錯綜復雜。不同海區(qū)，不同季節(jié)，海洋氣象千差萬別。不同的天氣系統(tǒng)，具有不同的天氣特征。大尺度天氣系統(tǒng)如氣團、鋒面氣旋、冷高壓、副熱帶高壓、熱帶氣旋等，影響范圍廣、持續(xù)時間長，為人們所熟悉。而中小尺度的強對流天氣系統(tǒng)如雷暴、龍卷、冰雹等容易被忽視，這些系統(tǒng)雖然尺度小、生命期短，但天氣現(xiàn)象劇烈，具有很大破壞力，需要引起重視。

3.海洋氣象對海洋科考產(chǎn)生的影響

海洋科考活動離不開有利的氣象海況條件。一般來說，為了獲取理想的測量數(shù)據(jù)，以及保證水下設備的安全，通常選擇好的氣象海況下開展調(diào)查作業(yè)。然而實際作業(yè)中，經(jīng)常遭遇較差天氣海況，不同的天氣系統(tǒng)所帶來的惡劣氣象海況程度是不一樣的，以下列舉常見的影響海洋科考活動的大尺度天氣系統(tǒng)和天氣現(xiàn)象。

3.1氣旋

熱帶氣旋具有強度大、影響范圍廣、破壞性強等特點，被稱為“風暴之王”。熱帶氣旋來臨時，帶來的狂風暴雨天氣，海面產(chǎn)生巨浪和風暴潮，嚴重威脅海上船舶安全。此外，溫帶氣旋和極地氣旋也不容忽視，這兩種氣旋同樣可以達到臺風等級強度，產(chǎn)生的狂風暴雨（或暴風雪），對船舶的航行和科考活動構成嚴重威脅。因此，氣旋活動頻繁的海域開展海洋科考活動，要特別注意防范氣旋產(chǎn)生的影響。

3.2冷空氣

冷空氣對海洋科考活動影響程度僅次于氣旋。冬季冷空氣活動頻繁，強冷空氣過境時，造成大幅降溫、降水（雪）和大風等天氣現(xiàn)象，在中緯度海域還引起大風浪，對科考船的航行構成重大影響。尤其是寒潮來襲時，氣溫和氣壓驟降，氣溫在24小時內(nèi)下降10℃以上，風力速增，3小時左右海上風力最大可達12級，海上掀起大到狂狼，甚至引起風暴潮，嚴重影響船舶安全。

3.3西風帶

西風帶也稱"咆哮西風帶"，大約在南緯40度至60度附近，常年盛行6級至7級的西向風和4米至5米高的涌浪，嚴重影響海洋科考船的航行安全。而且，西風帶氣旋活動十分頻繁，平均兩天至三天就有一個氣旋經(jīng)過，特別是強氣旋來臨時，可造成西風帶內(nèi)狂風雪暴和高達十幾米的巨浪，給海上船舶航行帶來極大困難和危險。3.4其他氣象要素

濃霧是影響航行船舶的重要氣象要素之一。據(jù)統(tǒng)計，引起海上船舶碰撞事故最多的海洋氣象環(huán)境要素是霧。海洋科考船在大霧天氣下航行和作業(yè)，需要嚴格遵守霧航規(guī)定，采取雷達、AIS等現(xiàn)代化助航儀器等有效措施，加強瞭望，使用安全航速，謹慎駕駛，確保安全。另外，霧霾、沙塵暴或雷暴天氣發(fā)生時，海上能見度降低，需要增派瞭望人員，也應果斷采取霧航措施，規(guī)避過往船舶。

4.海洋科考活動海域、海洋調(diào)查手段以及抗風浪能力

4.1主要調(diào)查海域

過去，海上科考主要海域集中在中國沿海和西北太平洋。近年來，隨著海洋科考陸續(xù)交付使用，海洋科考活動進入新的發(fā)展時期。海洋調(diào)查海域也從近海發(fā)展到極地大洋，海洋科考海域主戰(zhàn)場也轉(zhuǎn)移到深海大洋，走出中國海，深入到太平洋、印度洋、大西洋，延伸到南北極海域。

4.2主要調(diào)查手段

常見的海洋科考調(diào)查方法和手段種類較多，可分為海底地形地貌測量、地球物理探測、海洋地質(zhì)取樣調(diào)查、海洋環(huán)境水文調(diào)查等。不同的調(diào)查手段，所采取的船舶操縱方法是不一樣的；另外不同作業(yè)，船速也有所不同。下面列舉某科考船的調(diào)查操作方法：

（1）地形地貌測量如多波束、淺層剖面、海底攝像，船舶保向保速行駛，速度根據(jù)需要調(diào)整；

（2）地球物理探測如拖帶電纜作業(yè)，要求船舶保向保速行駛，作業(yè)速度一般5節(jié)左右；

（3）海底地質(zhì)取樣如箱式、柱狀取樣、深海淺鉆，要求船舶漂航或動力定位支持；

（4）海洋環(huán)境測量如溫鹽深（CTD）一般要求船舶漂航作業(yè)，而長錨系作業(yè)要求船舶頂流慢速航行；

（5）其他作業(yè)如無人遙控潛水器ROV、無人無纜深淺器AUV作業(yè)，需要動力定位支持或慢速航行。

4.3各種調(diào)查作業(yè)的抗風浪能力

調(diào)查作業(yè)的抗風浪能力，理論上以船載調(diào)查設備和可移動設備的設計抗風浪能力為參考依據(jù)。事實上，抗風浪能力和調(diào)查設備的生產(chǎn)廠家、設備老舊程度、安裝位置、船型、裝載狀態(tài)等均有一定關聯(lián)。以下結(jié)合實際工作經(jīng)驗，列舉某科考船作業(yè)時的抗風浪能力：

（1）海底地形地貌、地球物理探測、地質(zhì)取樣等作業(yè)：風力≤6級，浪高≤2.5米；

（2）長錨系、ROV、AUV等作業(yè)：風力≤5級，浪高≤2米。

實踐證明，在風力超過7級、海浪超過3米的惡劣海況下，幾乎所有調(diào)查作業(yè)都不適合，所采集的資料質(zhì)量不符合技術要求，而且船舶橫搖或縱搖劇烈時，對調(diào)查設備和人員安全構成嚴重影響。

5.應對惡劣氣象海況的預防措施

海洋科考是一種高風險職業(yè)，經(jīng)常會遇到不利天氣影響，船上應做好應對惡劣海況的預防措施，盡量使科考船遠離大風浪區(qū)，保證船舶和人員的安全。建議做到以下幾點：

（1）每天定時接受氣象信息，實時關注氣象變化，合理安排調(diào)查作業(yè)；

（2）當災害性天氣將影響作業(yè)海區(qū)時，提前啟動防風應急預案；

（3）提前做好大風浪航行的準備，檢查甲板設備系固情況，水密門窗的水密性以及下水道是否通暢；

（4）當遇到大霧天氣時，立即采取霧航措施，加強值班瞭望，謹慎駕駛；

（5）遭遇其他災害性天氣如雷暴、暴風雪時，應暫停甲板作業(yè)，待氣象條件好轉(zhuǎn)時再恢復作業(yè)，確保安全。

6.認真做好氣象研判

海洋科考離不開有利的氣象條件，如何做好氣象研判工作成為船長日常關心的重點。海洋科考期間，通過各種途徑獲取各種類別的傳真天氣圖，是做好氣象研判分析的前提。常用的傳真天氣圖有：地面分析圖、地面分析預報圖、海浪分析圖、海浪預報圖、云圖、臺風路徑圖、海冰圖等。

6.1傳統(tǒng)氣象接收途徑不足

過去，科考船主要靠氣象傳真機、N AV T E X航行警告機、INMARSAT-C站等接收作業(yè)海區(qū)臨近氣象臺站發(fā)布的天氣報告或者惡劣天氣警報。然而，這些氣象接收途徑存在以下不足：

（1）調(diào)查海區(qū)遠離大陸，信號接收效果不好，很難獲得清晰的傳真圖或氣象信息；

（2）航海技術欠發(fā)達地區(qū)氣象服務水平較落后，部分海區(qū)很難保證實時獲取最新的氣象傳真圖。

6.2利用互聯(lián)網(wǎng)查詢氣象信息的優(yōu)勢

遠洋船舶在橫渡大洋時或大洋深處作業(yè)時，為了彌補傳統(tǒng)的氣象信息獲取途徑的不足，利用互聯(lián)網(wǎng)查找相關氣象預報信息成為有效補充。因特網(wǎng)獲取氣象信息有如下的優(yōu)勢：

（1）實時性、快捷性；可以隨時隨地查詢相關氣象網(wǎng)站的氣象傳真圖和海浪預報圖；

（2）清晰、準確性；網(wǎng)上直接下載的氣象圖，比傳真圖更清晰、直觀、準確；

（3）可靠、指導意義強；通過對比不同氣象網(wǎng)站的氣象信息，分析研判某海區(qū)的未來氣象變化，對海洋科考活動更有參考指導意義。

7.結(jié)束語

海洋科考充滿風險，海上氣象千變?nèi)f化。在實際科考過程中，我們要密切關注海洋氣象的變化，通過網(wǎng)絡獲取相關海區(qū)的氣象資料，積極做好海洋氣象的研判分析，提前做好應對惡劣天氣海況的預防措施，才能做到有備無患、未雨綢繆，最終保障船舶和人員安全，合理開展調(diào)查作業(yè)，降低調(diào)查作業(yè)風險，減少惡劣氣象海況對船舶造成的不利影響，提高船舶安全運行效率，為國家和社會創(chuàng)造更大效益。

參考文獻：

[1]陳佳輝，張吉平.航海氣象與海洋學[M].大連海事出版社，2001.