船舶近海航行气象保障浅析

余震涛 杨帅 顾成明 杨绪岭

中国卫星海上测控部

摘要:气象保障是船舶在海上航行安全的技术保障之一，为船舶驾驶员制定船舶行动计划提供重要的参考依据，是提高货物运输效率，确保船舶航行安全的重要保证。海上气象观测所得到的大气实况和气象要素资料是分析海况等天气预报的基础，预报重点主要是大浪、海雾和大风，特别是冷空气、热带气旋、季风等系统一起的大风对船舶安全威胁较大。我国沿海气象海况复杂多变，冬季有冷空气、寒潮、寒流、大风及大雾，夏季有热带气旋、台风等强对流天气，都对船舶海上航行安全构成很大威胁，如何搜集气象资料、分析其对船舶的影响，从而确保船舶在海上的运输安全是需要我们着重研究的问题。

关键词：船舶近海航行，气象保障，大风预报分析，海雾预报分析

1引言

近海航行的船舶主要海域是在渤海、黄海、东海以及南海四大海域。由于四大海区存在明显的南北地理位置差异，其海况和天气状况也存在着一定区别，加之沿海船舶在吨位和抗风浪等级上与远洋船舶还有很大差距，这给海上运输条件和船舶航行安全带来一定困难和风险。本文通过例次在近海航行经验的积累和总结，探讨了航线附近海况、季节性变化以及气象信息数据的采集工作。同时，深入分析了航行中所遇典型恶劣天气系统的预报，为船舶在近海的航行安全提供参考价值。

2中国近海海流对船舶的影响

我国近海的海流主要由黑潮暖流和沿岸流两个系统组成。黑潮自台湾省东岸进入东海，沿着大陆架的边缘北上，流经东海的东南部深水区域。其中对船舶航行有影响的主要是黄海暖流，它是从济州岛西南海域进入黄海，成为黄海、渤海海域环流的主干。

我国沿岸也有许多大小不同的江河入海，构成沿岸流系。渤海由黄河、海河等径流混合形成的沿岸水，沿着山东半岛流出，绕过成山角扩散到南黄海。在南黄海，它越过长江险滩后流向东海的中央部与黑潮及其分支会和，该沿岸流速较弱，因此在这一海域航行较为平静。

同时南海位于热带季风区，其表层海流在季风的作用下，具有季风漂流的特性，海流的方向和强度都随季风而变。一般10月和4月为季风转换月份，风向不稳定，海流处于转换之中，比较凌乱。在该区域航行船舶摇晃比较大，航行有一定困难，适时根据需要躲避大浪极为重要。

3近海海浪预报保障实例分析

对船舶影响最直观的是海浪高度，目前世界上监测海浪主要手段仍以海洋船舶、海洋浮标站、岸边和岛屿海洋站监测为主。

从影响海浪的天气系统来讲，冬季典型的大浪区包括山东半岛成山角附近海域、韩国济州岛以南海域、日本琉球群岛西侧海域、台湾海峡和台湾以东海域；夏季近海风浪总体较小，但热带气旋活动可造成很大的风浪和涌浪。

从地理位置和沿岸地形方面来讲，大浪有较强的地域性，沿岸地形有很大关系。台湾海峡和南海区域经常会出现大浪，2015年船舶在航行通过台湾海峡时，浪高达到2.5米 (如图2(a)、图2(b))。2016年3月，当从海南启航北上时，收集分析了高空海浪图等气象资料（图2(c)、图2(d)），并通过气象预报分析得出预报结果，预计涌浪对船舶会产生巨大的摇晃影响，同时风力较大，影响范围和时间与航行计划相吻合。因此，为了船舶航行安全，经商议认为需要提前出航，通过调整航向船速和调整船舶压载两个措施确保航渡安全，最后选择海浪预报图中风浪较小海域（碣石湾）进行抛锚规避风浪。

1. (b)

(c) (d)

图4 海浪高度分布预报图

从在台湾海峡顶风浪航行的经验来看，海浪在海上会引起船舶横摇、纵摇和垂直运动。横摇危险在于船舶自由摇摆周期与海浪周期相近时，会出现共振现象，易使船舶颠覆。剧烈的纵摇使螺旋桨裸出水面，产生飞车现象使机器工作不正常而引起失控。因此海浪的准确预报尤为重要，如不是特殊情况，应尽量规避风浪。

4船舶航行中大风预报分析

4.1大风预报简介

引发海上大风灾害的系统可以分为台风、冷空气和热带气旋等天气系统。海上气象保障分为天气分析和天气预报两部分。总体原则是先高空后地面，先形势后要素，先强度后移动。其预报着眼点放在预报海域未来是否会出现产生大风的气压场形式。

4.2大风预报具体分析

对于海上大风预报，仅有常规的观测是不够的，还需要利用大量非常规的资料，结合本船情况通过气象传真图、卫星云图、雷达和自动气象站等设备进行观测预报，每隔一段时间进行一次地面图分析，重点确定中尺度高低压系统、锋面，海陆风边界，并结合大气垂直稳定度和垂直风切变综合分析预报出起风的时间、风向、风力（包括平均风力和阵性风力）和大风持续时间。

例如，2015年10月，船舶原计划在海南完成货物装卸作业后第二天一天启航北上。在货物装卸期间，接收的传真图中发现在港外围区域有热带气旋生成并引起大风天气（如图3、图4），在计划返航时间段可能会在出港海区附近登陆，船舶所在海域风力达7—8级以上。通过气象资料比对分析热带气旋的移动方向和发展强度，以及热带气旋螺旋云带的波及范围和持续时间，认定大风会对船舶安全的带来很大影响。通过对比大风造成影响的时间和船舶的航行计划，决定放弃附近港湾锚地避风计划，提前出航。本次提前出航通过对热带气旋的实时观测和预报，修改航行计划，在一定程度上缩短船舶航行时间，提高了效率，保障了船舶安全。

图3 大风预报图 图4地面形势分析图

5船舶航行中海雾的预报分析

根据相关数据统计：2000-2003年海上船舶碰撞或搁浅事故中，50%左右与海雾有关。至于因雾使船只不得不在海上抛锚或减速行驶造成的人力、物力和时间上的浪费，更是严重。

5.1我国近海雾的分布

渤海、黄海、东海和南海的海雾分布不均匀，出现的季节也不完全一样。渤海的海雾只出现在辽东半岛和山东半岛沿海水域；黄海全海区基本上都有雾;东海的雾多出现于中国沿岸，日本西南海域和琉球群岛几乎不出现海雾；南海的雾只局限于中国沿岸水域。山东半岛东岸、朝鲜半岛西岸和舟山群岛为3个多雾中心。海雾的时间变化，南海始于1月中旬，终于4月中旬，雾期为3个月；台湾海峡始于2月中旬，终于6月中旬，雾期为 4个月；东海始于3月，终于7月中旬，雾期为4～5个月；黄海始于3月中旬，终于8月中旬，雾期为5个月。可见在空间分布上，雾区随纬度的增高而扩大；在时间变化上，雾期也随纬度的增高而延长。至于在近海水域，则岛屿雾恒多于岸滨雾。

5.2沿海海雾的预报分析

近海海区的海雾常出现在寒流途径的海区，海雾分布与海流关系甚为密切。此外，表层海水温度、气温、湿度、风和大气稳定度等水文气象因素对海雾的生成和消失都有重要的作用，并由此而形成各海区海雾生消的特殊规律和分布热点，具有明显的月际变化。根据历次航行资料积累所遇实际情况来看，船舶在航行至天津港附近的渤海区域时，遇到两次海雾，且都是在3月份前后。该海域是海雾多发区域，由于来往船舶较多，且海域通航条件复杂，对船舶航行安全影响较大。然而，海雾预报准确度较低，可根据能见度的渐变过程监测、背景场分析和海上气象观测经验总结，能够初步推测出海雾的范围和出现时间段，为船舶雾航提前做好准备。对于海雾的预报常规的观测是远远不够的，还需要气象卫星云图、遥感浮标站等，综合利用资料，从大气稳定度、湿度高低、风场、水汽通量散度、气海温差、露点温度分析能见度等的变化综合预报海雾。

6结束语

每一次船舶航行都会遇到不同的天气状况，单纯通过一次数据积累和天气状况的分析是不够的。应在平时进行系统学习，掌握更为全面的气象知识，并结合船舶航行的实际情况，深入研究季风变化、海雾分布及成因、海表流、引起大风和大浪的冷空气和热带气旋等天气系统，为船舶航行提供更科学可靠的气象预报，确保船舶航行运输安全可靠、经济高效。

参考文献

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作者简介：余震涛，1989年11月生，浙江龙游人。研究方向：海洋气象学；通讯地址：江苏省江阴市103信箱1000号；邮编：214400；手机号：13771275072；E-mail：763526142@qq.com。