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1、第三章 海上天气预报及其应用,第一节 天气预报的基本原理第二节 天气报告和警报第三节 气象传真图第四节 数值天气预报 第五节 卫星云图和雷达回波的应用第六节 外推法及其它经验方法第七节 船舶气象导航,第一节 天气预报的基本原理,天气预报(Weather Forecast)：包括天气形势预报和气象要素预报两种，天气形势预报是指对高压、低压、槽脊、锋面等天气系统未来的移动、强度变化及生消变化的预报。天气预报的基本方法：天气学方法、动力学方法和统计学方法。天气形势(Synoptic Situation)：大范围环流型与不同类别天气系统分布的概貌（高压、低压、锋、热带气旋的位置、强度、移动等）。天气系
2、统：显示大气中天气变化及其分布的独立系统。如冷高压、锋面气旋、副热带高压和台风等系统。,天气形势、天气系统和天气,天气形势与天气：天气演变是在一定的天气形势下发生和发展的，天气形势能显示未来一定时间内的天气变化趋势。因此，天气形势预报是天气预报的基础。天气的变化与天气系统及其空间分布密切相关，不同的天气系统伴随不同的天气。所以说，天气系统是天气现象的制造者，同时又是天气现象的传播者。,正确认识和使用天气预报,天气预报只能有相对的准确性，而没有绝对的准确性。正确认识天气预报才能正确使用天气预报，正确使用天气预报才能趋利避害，确保生产安全。人们对天气变化进行了严密的监视，利用各种仪器在全球范围内进
3、行定时观测，并从大量的资料中不断发现和总结出了天气变化的许多规律性。天气变化存在客观规律性，我们掌握了这些客观规律，就可作出准确的天气预报。然而天气变化过程是极其复杂的，相互作用的过程不计其数，至今最庞大的天气模式比起现实大气的无涯无尽来，还是极为初浅的。辐射和云之间的相互作用、水汽相变的复杂过程、下垫面不均匀的物理特性，都没有很好地考虑，这就足以使天气预报不能达到绝对准确。,第二节 天气报告和警报我国海岸电台及负责海域,大连（4个海区）：渤海、渤海海峡、黄海北部、黄海中部。上海（14个海区）：渤海、渤海海峡、黄海北部、黄海中部、黄海南部、济州、东海北部、东海南部、长崎、鹿儿岛、台湾省北部、台
4、湾省南部、台湾海峡、琉球。广州（13个海区）：台湾海峡、广东东部、广东西部、北部湾、海南岛西南部、西沙、东沙、中沙、南沙、巴士、华列拉、头顿、曾母暗沙。,大连台天气报告范围大连：渤海、渤海海峡、黄海北部、黄海中部。,上海台天气报告范围,上海（14个海区）：渤海、渤海海峡、黄海北部、黄海中部、黄海南部、济州、东海北部、东海南部、长崎、鹿儿岛、台湾省北部、台湾省南部、台湾海峡、琉球。,广州台天气报告范围,广州（13个海区）：台湾海峡、广东东部、广东西部、北部湾、海南岛西南部、西沙、东沙、中沙、南沙、巴士、华列拉、头顿、曾母暗沙。,日本JMC天气报告的范围,图为日本东京气象厅JMC天气报告的范围，其
5、中:A为一般警报范围。B为紧急警报范围。世界其它海岸电台的负责区域、广播时间、使用频率等可查阅每年出版的无线电信号表第3卷（ADMIRALTY LIST OF RADIO SIGNALS VOLUME3）。,天气预报和警报除通过海岸电台（NAVTEX）播发以外，近年来又开辟了一条新途径，从1988年开始国际上采用全球海上遇险与安全系统（GMDSS）。通过国际海事卫星向船舶发布气象警报和预报，是现代化GMDSS系统功能的一个组成部分。在港口附近，还可以通过无线电广播、电视、报纸、电话、VHF或国际信号旗等多种方式获取天气报告或警报。,NAVTAX和GMDSS,互联网(WWW),近年来随着互联网（
6、www）的飞速发展，各种海洋气象资料通过互联网进行传播也得到了广泛的应用，这种传播方式具有快速、彩色、高画质和动态等许多优点，发展前景十分看好。中国气象局网址：http:/世界气象组织网址：http:/wmo.ch/日本网址：http:/www./中国台湾网址：http:/中国香港网址：http:/美国网址：http:/,天气报告内容,第一部分 警报（大风、风暴、台风或飓风警报等）。第二部分 天气形势摘要（高压、低压、锋等天气系统的位置、强度、移向、移速等）。第三部分 海区天气预报（天空状况、天气现象、风力、风向、浪级等）。天气报告分十部分,通常船舶只接收第一至第三部分的内容。,天气报告的应用
7、,阅读天气报告后应明确的个问题：目前船舶所在海域受何天气系统，何部位控制。该系统的来龙去脉及变化趋势（是新生的还是趋于加强或减弱，还是稳定少变等）。未来的天气形势和天气状况。在未来h内，推算船位附近海域将处于何系统，或该系统的何部位控制，在该系统控制下将出现什么样天气。,有些天气报告直接指出未来天气状况，有的只指出受控系统而未写明天气状况，这时可根据天气模式和天气实况等自行考虑未来的天气状况。注意事项阅读天气报告时应注意广播台名称、广播时间、有效时间（世界时或地方时）和受重要天气系统影响的海域。了解不同岸台报文的习惯用法、风格和常用缩略语（如有的报文不分段落，无标点符号，甚至省略谓语动词等）。
8、,时间用语（地方时）含义 白天：0820时 夜 间：2008时 早晨：0508时 傍 晚：1820时 上午：0812时 上半夜：2024时 中午：1114时 半 夜：2303时 下午：1218时 下半夜：0005时天空状况（Sky Condition）用语含义 晴（Clear sky）：总云量02 少云（Partly Cloudy）：总云量35 多云（Cloudy）：总云量68（或高云量810）阴（Overcast）：中、低云量910,第三节 气象传真图,概述 气象传真图是向海上船舶提供的一种简单、直观的天气图。海上航行的船舶可以通过气象传真接收机适时地接收航区邻近国家传真台发布的气象传真图，
9、以获取航行海区的天气和海况资料，了解航区更多、更大范围的天气演变过程，掌握航区已发生和将要发生的天气和海洋情况，从而做出趋利避害的决策，保障海上活动安全。,气象传真图(Meteorological Facsimile chart),现代船舶上均装有气象传真接收机，可接收沿海国家和岛屿发布的气象传真信息，使船舶及早避离恶劣天气，保障航行安全，提高营运效益。世界气象组织将全球各地的气象传真广播台划分为6个区域，即亚洲、非洲、南美洲、北美洲、西南太平洋和欧洲。目前，世界已有气象传真发射台40多个，分布在陆地和岛屿，遍布全球。关于各气象传真广播台使用的呼号、频率、广播时间及内容细目，在英版无线电信号表
10、每年第三卷可查到。,主要气象传真广播台,图中数字代号说明：1-北京（中国）；2-东京（日本）；3-桑莱岬（菲律宾）；4-关岛（美国）；5-珍珠港、火奴鲁鲁（美国）；6-旧金山（美国）；7-埃德蒙顿（加拿大）；8-弗罗比歇（加拿大）；9-哈利法克斯（加拿大）；10-布伦特伍德（美国）；11-诺福克（美国）；12-布拉克内尔（英国）；13-巴黎（法国）；14-奥芬巴赫（德国）；15-奥斯陆（挪威）；16-诺尔彻平（瑞典）；17-罗马（意大利）；18-罗塔（西班牙）；19-布拉格（捷克）；20-莫斯科（俄罗斯）；21-安卡拉（土耳其）；22-埃皮斯科比（塞浦路斯）；23-开罗（埃及）；24-内罗毕（
11、肯尼亚）；25-达喀尔(塞内加尔)；26-比勒陀利亚（南非）；27-新德里（印度）；28-塔什干（乌兹别克斯坦）；29-新西伯利亚（俄罗斯）；30-伯力（俄罗斯）；31-曼谷（泰国）；32-达尔文（加拿大）；33-堪培拉（澳大利亚）；34-里约热内卢（巴西）；35-布宜诺斯艾利斯（阿根廷）,一、气象传真图的种类,种类：气象传真图的内容丰富、种类繁多。航海最常用的气象传真图主要有:地面图：地面分析图，地面预报图。高空图：高空分析图，高空预报图（500hPa、700hPa、850hpa）。波浪图：波浪分析图，波浪预报图。辅助图：卫星云图、风暴警报图、海流图、海冰图、海温图等。,常用传真图类别代号,
12、二、气象传真图的图题内容,图题：（1）图类代号；（2）图区代号；（3）发射台呼号；（4）时间。,部分传真图区域代号,三、气象传真图实例,地面传真天气图（简称地面图）是航海中最常用、最重要的基本天气图之一。地面图又分地面实况分析图（AS）和地面预报图（FS）两种。1.地面（实况）分析图(Surface analysis)地面分析图每隔6h一次，其图时分别为世界时0000Z、0600Z、1200Z、1800Z（对应北京时0800时、1400时、2000时和0200时）。下面我们结合日本东京JMH台发布的气象传真图，说明图中的主要内容、常用符号和英文缩写等的含义。,Example of the su
13、rface analysis(日本),冷锋,暖锋,静止锋,风暴警报,台风,台风警报,图题内容,系统移向移速,大风警报,锢囚锋,辅助线,2006年第一号台风“珍珠”中心气压935hPa，中心位于定位准确，台风中心正缓慢（移速小于5kn）地向西北偏西方向移动，近中心附近最大风速90节，预计未来24h近中心附近最大风速100节。在半径100 n mile的范围内风速超过50 kn，在半径280 n mile的范围内风速超过30 kn。,正在发展的温带气旋，中心气压986 hPa，中心位于52N、162E，气旋中心正以35 kn的速度向东北方向移动。预计未来未来12 h，在气旋中心的东半部700 n
14、mile、其他部位500 n mile的范围内风速为3050 kn。,浓雾警报,准静止,波线为浓雾区,地面分析图上的符号说明,图中黑实线表示等压线，每隔4hPa一条。经纬度网格线通常为10 x10度。H、L表示高、低气压。x表示高、低气压中心。下方的数字表示高、低气压的强度。25KT:气压系统中心的移动方向和移速。SLW：表示气压系统中心有移向，移速小于5kn。STNR（QSTNR或ALMOST STNR）：表示气压系统中心移向不定，移速小于5kn。（准静止）KT-表示节(knot)国标为kn。TD-热带低压(Tropical Depression)TS-热带风暴(Tropical Storm
15、)STS强热带风暴(Severe Tropical Storm)T台风(Typhoon),地面分析图上的符号说明,W：一般警报（Warning）风力7级GW：大风警报（Gale Warning）风力89级。SW：风暴警报（Storm Warning）风力1011级。TW：台风警报（Typhoon Warning）风力12级。HW：飓风警报（Hurricane Warning）风力12级。OW：其它警报（Other Warning）FOGW：浓雾警报，能见度0.5n mile。PSN GOOD：定位误差小于20 n mile。飞机定位。PSN FAIR：定位误差2040 n mile。卫星定位。
16、PSN POOR：定位误差大于40 n mile。外推定位。DEVELOPING LOW：正在发展的低压 DEVELOPED LOW：已发展的低压 UPGRADED FROM：由升级为。DOWNGRADED FROM：由减弱为。,Example of the surface analysis(日本),2001年第22号台风,正在发展的低压,大风警报区,浓雾区,风暴警报区,南非气象局地面分析图,Example of the surface analysis(关岛),气旋中心标注“C”即Cyclone反气旋中心标注“A”即Anticyclone位于孟加拉湾有一个热带气旋，用符号 表示。,热带气旋,
17、气旋,反气旋,Example of the surface analysis(美国),2.地面预报图(surface forecast),常见的地面预报图有24h、36h、48h和72h的短期预报。图中给出了等压线的分布情况，气压系统的类别、中心位置、强度，锋的类别、位置和热带气旋的最大风速等。另外，冬季，图中还给出了积冰区、海冰区、浓雾区及大风区的范围等。,海冰区,积冰区,(日本),大风范围,Example of the surface forecast(日本),浓雾区,大风范围,美国国家海洋大气管理局海洋预报中心48 h地面预报图,3.热带气旋（预）警报图(Tropical Warning
18、),图中给出了热带气旋当前的实际位置和未来24h、48h和72h的预报位置。并用三种圆来表示。热带气旋当前的实际位置：圆内风力10级。预报圆（概率圆）：表示热带气旋中心未来12h、24h、48h、72h可能落入的范围，入圆率为70，风力10级（用虚线表示）。大风（10级）警报区：预计某些地方未来可能被10级大风覆盖，以预报圆外的实线同心圆表示。当热带气旋实际风力和预报风力均小于级时，只有预报圆（虚线）。,Example of the Typhoon Warning(日本),现在位置圆内风力10级,大风警报区圆内风力10级,预报圆入圆率为70,北京BAF台发布的热带气旋预(警)报图,4.波浪传真
19、图,波浪是影响船舶运动和航行安全的重要因素。在海上，为了详尽地了解航区和航线前方的波浪分布情况，必须逐日接收波浪传真图，必要时可及时避开恶劣的海况区以达到安全航行。所以，波浪传真图是海上最常用、最重要的传真图之一。波浪传真图分波浪分析图（AW）和波浪预报图（FW）两种。,1)波浪分析图(wave analysis),图中粗实线表示等波高线，单位为米。从2m开始，两相邻等波高线间隔为1m。图中还绘出主波向（几列波并存时波高最大者的传播方向）、乱波区和海上观测船点的水文气象要素实况，其中包括风向、风速、风浪向、风浪高、风浪周期、涌浪向、涌浪高和涌浪周期等。.此外图中还标绘出同一时刻的高、低气压、热
20、带气旋中心位置、强度及锋线位置等。绘制等波高线所依据的数据是风浪高（HW）与涌浪高（HS）两者的合成波高（HE）：式中：HW和HS为海上观测船分别目测得到的平均显著波高。,JMH大洋波浪分析图(日本),锋面气旋,等波高线采用合成波高,主波向,船舶测站,0425台风,热带低压,主波向,主波向,T0205台风,STS0206强热带风暴,2)波浪预报图(Wave Prognosis),日本东京JMH台发布的西北太平洋24h波浪预报图。其中绘有等波高线（单位为米）、主波向及主波的波高和周期。此外，还标绘出H、L、TD的中心位置、强度以及锋线位置等。在波浪预报图中，等波高线的数值为有效波高（H1/3）。
21、它是基于波谱分析等海洋学理论经复杂计算得出的。我国国家海洋局也通过广播传真和电视每天发布我国海域及外海的24h波浪预报。波浪预报十分困难，目前世界各国发布的波浪预报时效一般不超过3648h，最长72h。,波浪预报图(日本),T0205台风,T0206台风,等波高线采用H1/3有效波高,美国国家气象局北太平洋48 h风、浪预报图,等波高线,风向、风速,海冰,5.海流传真图,1)海流实况图(SO)海流一般变化缓慢，比较稳定，常见的有旬和月两种海流图，其中又有海流实况图和海流预报图之分。海流实况图是根据上个旬（或上个月）的海流实测资料绘出的图。图为东京JMH台发布的1989年7月中旬的表层海流图。图
22、中箭矢表示流向，不同形式的箭杆表示不同流速。图中还标出黑潮与亲潮的主轴位置、水平范围和流速分布情况。,日本海流实况图,黑潮,亲潮,对马暖流,2.海流预报图（FO）,下图为东京JMH台发布的1990年4月上旬北太平洋表层海流预报传真图。图中粗矢线和其中数字表示主轴的推算位置和流速(kn)，细实线为该旬表层海水等平均温度线，单位为摄氏度。海流传真图比根据多年海流资料绘出的旬、月海流气候图更接近实际情况，对航海有更高的参考价值。,表层等水温线,黑潮,亲潮,对马暖流,六、冰况传真图,1.冰况图(ST)冰况图(Ice Condition Chart)是根据卫星及其他观测资料绘制的。目前，只有日本、瑞典、
23、德国、英国和加拿大等在冬季指定的星期发布。图中不仅简单的表示冰量，而且还表示出冰块的位置和可能通行的航道。图为东京JMH台发布的西北太平洋冰况图。由图上方的图例可知不同海域海冰的聚集状况，图的左方还有英文、日文的冰况分析与展望。此外，图中还绘出表层等水温线，间隔为1oC。,2)冰况预报图（FI）,不久前，一些国家已开始发布传真冰况预报图（Ice Condition Forecast Chart）。图14.4为日本JMH台发布的西北太平洋未来48h和168h（一周）的冰况预报图。由上述可见，不同国家发布的冰况图形式和风格都有所不同，使用时须阅读有关图例和说明。,我国北部沿海冰的分布,浮冰区,固定
24、冰区,7.卫星云图（Satellite Cloud Picture）,近几十年来，随着卫星、遥感等高科技的迅速发展，又开辟了从宇宙观测大气的新途径。现在，人们通过气象卫星昼夜不停地向地面发回大量图片和数据，其中包括占全球面积的广阔海洋、荒芜人烟的沙漠和山区，使人类认识天气的能力空前提高。卫星云图为天气预报，特别是资源匮乏的海上天气预报提供了十分宝贵的资料，在监视海上台风等方面也显示出极大的优越性。传真卫星云图还具有真实、生动、直观等特点，所以深受广大航海者的青睐。,全球卫星观测系统是由颗地球同步静止卫星和23颗近极地太阳同步极轨卫星组成的。静止气象卫星：距离地面约35800km，位于经度0o、
25、70oE、140oE、140oW和70oW的赤道上空，分别由美国、俄罗斯、欧盟和日本等负责发射。地球同步卫星的优点是，由于轨道与地球自转同步,卫星能对同一地区进行连续不断的观测。目前每隔30min就可以完成一次观测。观测范围在南北纬600以内，经度横跨1400左右。5颗地球同步卫星的观测覆盖地区形成了以赤道为中心南北纬度各600的一条带，对全球的中、低纬地区进行观测可以取得理想的效果。我国发射的同步卫星“风云二号B”位于1100E,极轨气象卫星：在极区地球静止卫星图片畸变很大，观测效果不好。极轨卫星在极区可以得到较理想的观测资料。极轨卫星距地面约8001500km，由于轨道较低，可以提高图象的
26、空间分辨率和探测资料的精确度。将这两种卫星配合起来是卫星观测的一种理想组合，使观测范围覆盖全球。全球气象卫星观测系统所取得的资料，对台风、暴雨、洪水、海温和海冰等的监测、预报以及大气运动规律的研究等都具有重要的意义。,根据物体对阳光的反射率拍摄的。在图片上，表现为黑白色差异，黑白程度（或称亮度）表示云或地面的反照率大小。白色表示反照率大，黑色表示反照率小。通常云层越厚，反照率越大，颜色越白。,1.可见光云图(Visible Satellite Image,VS),根据物体表面辐射温度的高低拍摄的。在红外云图上，最黑的地区代表最暖的表面，最白的地区代表最冷的表面。根据色调的差异可以判定云顶的高低
27、：色调白，温度就低，表示云顶高度高。色调黑，温度就高，表示云顶高度低。,2)红外云图(IR),台风眼,四、识别、跟踪主要天气系统,在船舶条件下利用传真卫星云图很容易识别热带气旋、冷锋和副热带高压等天气系统。热带气旋:在卫星云图上，热带气旋为白色的涡旋状云系。冷锋:在卫星云图上，往往表现为一条长几千公里，宽二三百公里的白色云带。暖锋:在卫星云图上暖锋云区短而宽，通常长几百公里，宽300500km.副高:在卫星云图上表现为一大片暗的无云或少云区，而其南北两侧均为多云区（白色多）。,台风云系,锢囚锋云系,锋面气旋,暖锋云系,冷锋云系,副高,五、气象传真图的应用,气象传真图接收：从每年英版无线电信号表
28、第三卷可以查得世界各海域气象传真电台的呼号、频率、发报时间和内容细目。按时接收所需气象传真图。气象传真图分析：阅读气象传真图题，了解传真台的名称、图时、图区和图类等信息。搞清楚该图的投影、经纬线间隔、显著的地理位置、等值线间隔。,气象传真图的应用,确定影响本船的天气系统。将同时刻的船位标注在天气图上，从而确定出目前影响本船的天气系统。由过去的天气图追朔该天气系统的变化过程，确定系统处于生命史的哪个阶段。确定航线前方未来的天气。将未来某一时刻或的船位标注在相应时间的预报图上，确定出未来航线上的天气和海况，如风向风速、浪高浪向、气压等要素。,第四节 数值天气预报,数值天气预报：即在给定的初始条件和
29、边界条件下，通过对大气的某些方程组进行数值积分，从而得到未来时刻大气的变化和气象要素的分布。数值天气预报又称天气预报的流体力学方法，它是以流体力学、大气动力学、热力学等为理论基础，以计算机数学和高速计算机为实现手段的近代天气预报方法。数值预报方法：首先是建立模式，即进行预报的数学计算方案。大气模式有许多种，目前，用于业务预报的模式达30多种，但大体上可将其划分为三大类。准地转模式、平衡模式 和原始方程模式。,数值天气预报的基本原理,数值预报是一项非常复杂的工作，计算量十分庞大，需用高速、大容量电子计算机。计算时首先将起始时刻的天气图资料输入计算机，由计算机进行筛选，然后对方程求解，最后得出不同
30、时刻、地点和高度上的要素和天气形势的客观、定量预报。数值预报最初应用于天气预报，60年代后扩展到海洋预报。海浪的数值预报方法是建立在流体动力学基础上的。目前各主要海洋国家大多采用波谱预报方法进行海浪预报，它能够比较客观地描述海面波动的情况，代表了海浪预报的最新方向。目前，世界上一些海洋技术发达的国家都开展了数值海浪预报，并将这项预报应用到气象导航业务中，获得了较好的效果。随着现代化科学的发展，海洋的不断开发，海洋环境预报必将进入一个崭新的发展阶段。,数值预报准确率,目前，普遍认为“欧洲中期天气预报中心”处于世界领先地位。预报准确率通常是用求预报变化和实际变化之间的相关系数来衡量。相关系数大于0
31、8为好的预报，大于05为可用的预报。据欧洲中期预报中心统计，1982年欧洲地区500hPa预报的相关系数，3天预报超过085，6天预报接近06。1000hPa预报3天约为08，6天为045。根据相关系数大于05为可用预报，那么，欧洲中期天气预报中心目前可用的预报时效已达5天左右。,数值天气预报的发展状况,近年来数值预报有了很大的进展，但是还不能稳定地作出一个星期的可用预报。对10天以上的长期预报目前预报准确率仍然较低。尤其是对严重天气的爆发性发展，如热带气旋和温带气旋的迅速加强和路径的突变，及中小尺度天气系统的预报，目前还没有可靠的预报方法。虽然天气预报技术至今仍不能把数值预报作为唯一的方法，
32、但它已成为天气预报现代化的主流，在天气预报技术整个领域中占着主导地位。使天气预报已从传统的以天气图经验为主的主观预报方法，向着以数值预报为主的客观预报发展，这将是天气预报发展的必然趋势。,第六节 外推法及其它经验方法,天气系统的发展在一定的时间间隔内具有连贯性和渐近性，可以根据过去的演变趋势外推以后一段时间天气形势及系统的变化。外推法有两种：等速外推和变速外推。应用：闭合气压系统的外推和锋线、槽线等外推。即可作形势预报也可作要素预报。时效不宜太长，一般以612小时为宜，最好不超过36小时。,相似形势法,前期相似的天气过程是受到相似的物理因子制约的，因此后期天气的发展趋势也是相似的。相似并不是相
33、等，要抓住其主要相似特征。通常将历史上许多相似的天气过程加以分析综合，归纳出若干典型天气型或天气模式。例如：我国近海几种典型大风形势、我国近海平流雾模式等。(P179),引导气流法,在长期的天气实践中，人们发现地面上的一些浅薄系统的移动方向与该系统上空500hPa或700hPa等压面上的气流方向基本一致，移速与高空气流速度大小成一定比例，这个高度上的气流称为引导气流。通常，地面系统的移速为500hPa等压面上风速的50%-70%，为700hPa等压面上风速的85%-100%。应用引导气流法注意事项 1、考虑高空槽脊未来的移动和变化。2、若地面系统加深时，预报效果较差。3、对于深厚系统，此法不适
34、用。4、台风的移动用500hPa为引导层，冷高压用700hPa为好。,概率统计预报,人们在长期的实践中发现天气变化与某些天象、物象和海象之间存在着密切的联系，并总结出许多天气谚语。例如：天上钩钩云，地上雨淋淋；日晕三更雨，月晕午时风；东虹日头，西虹雨；无风来长浪，不久狂风降；八月十五云遮月，正月十五雪打灯；鱼鳞天，不雨也风颠；早霞不出门，晚霞行千里等。这些谚语在使用时应注意地区、季节等条件，切不可简单套用。对多年历史天气资料用统计学方法统计出影响某地区的重要天气系统出现的频率、移动路径、移速和强度的平均值及极值，称为资料统计法。,常用预报规则,高空槽前是地面气旋发生和加深的有利地区。暖平流有利
35、于气旋生成，冷平流有利于高压生成。冬半年气旋入海加深，反气旋入海减弱。两个低压接近时，通常一个加强，另一个减弱。地面低压中心通常沿着暖区等压线的走向移动。通常地面低压（高压）发展时，移速减慢；反之，当强度减弱时，移速加快。,第七节 船舶气象导航（Weather Routing of Ships）,远洋船舶在横渡大洋航行时，总希望能选择出一条既安全又经济的最佳航线，以便获得较好的航行效果。但是，长期以来由于技术条件的限制，使得跨洋航行船舶的航线选择往往达不到令人满意的结果。因此，它始终困惑着跨洋航行的船长和船舶驾驶人员。近些年来，随着现代科学技术的飞跃发展，一门新兴的现代化航海技术发展起来-海洋
36、船舶气象导航（Weather Routing of Ships）,又称最佳船舶天气定线（Optimum Ship Weather Routing)。它是将气象学、海洋学、造船学和计算机等技术与航海技术有机地结合起来，为横渡大洋的船舶提供最佳天气航线，从而可使船舶达到最佳航行效果。大量的实践证明，气象导航具有显著的安全性和明显的经济效益，目前，已被全球的海运界跨洋航行的船舶广泛采用。,一、气象导航发展史,古代利用风和海流冒险航行,19世纪利用气候规律航行,20世纪发展为气象导航,船舶航行在海洋和大气之间的极端界面上，天气和海洋是海上工作人员唯一无法加以控制却具有决定意义的因素。海洋环境的好坏直接
37、影响到船舶的航行安全。因此，历来的航海家们都非常重视海洋环境对船舶航行的影响。他们在漫长的航海生涯中不断地追求、探索、开拓和拼搏，用生命推动航海事业的不断向前发展。,我国是个海洋大国，拥有300万平方公里的海洋国土和1.8万多公里长的海岸线，大小岛屿6500多个。我国也是一个航海大国，我国的航海具有悠久的历史和辉煌的成就。早在上古我们的先人就知道建造木筏和独木舟进行海上漂航活动，中国航海事业的发展经历了几个时期：初创期：夏、商、周，木筏、木板、独木舟漂航。发展期：秦朝统一全国以后，秦始皇曾多次巡海，并派徐福率3000男女东渡日本。西汉年间，汉武帝多次巡海，开辟南亚海上丝绸之路。繁荣期：唐、宋两
38、代，造船技术的发展，指南针在航海上的应用，促进航海事业的发展。唐朝，我国曾多次派高僧东渡日本讲学。日本也曾多次派遣唐使和大批留学生到我国求学。这期间，中、日之间的交往几乎全靠中国船维系着海上交通。,我国古代航海,鼎盛期：明朝永乐年间，（1405-1433年）伟大的航海家郑和率200多艘船，27000多人，七下西洋，遍访了亚非30多个国家，将中国古代航海业推向顶峰。如此辉煌的成就源于他们先进的航海技术和勇于探索的精神，成功地完成了人类航海史上这一伟大的壮举。中华民族的航海史曾引领和推动世界航海史的发展和进步。2005年是郑和下西洋600周年。停滞期：明末、清朝，采取“禁海”，实行闭关锁国政策。抑
39、制航海事业的发展。,帆船时代,帆船时代，航海主要是凭经验和简单的自然规律冒险航行。15世纪末16世纪初，欧洲涌现出一批航海家如达伽马、迪亚思、哥伦布、麦哲伦等，在他们探险航海的生涯中，发现了很多大自然的奥秘，也从中找出了许多有规律的自然现象，并在航海中加以应用，推动航海事业不断向前发展。随着科学的发展以及人民对自然界认识的提高，大气环流理论的产生，科学地划分了全球气压带和风带的分布，同时根据大气环流的理论得出了大洋洋流的环流模式。19世纪天气图和无线电报问世，这些为海上船舶的安全航行提供了有力的保障。,二、气候航线和气象航线,气候航线（Climate Routes）：以气候资料为基础而制定的航
40、线，称为气候航线。气候航线是前人宝贵经验的总结，它是建立在气候资料统计的基础上，气候航线主要根据大气环流、世界风带、季风和海流等方面的季节性资料和航海人员的经验来制定的。气候资料只能反映某一海域、某一季节天气和海况的平均状况，而船舶在气候航线上实际遇到的天气和海况往往与这种平均状况差别很大，甚至有时遇到恶劣的天气和海况，导致航行条件复杂化，给船舶航行带来一定困难，使航行达不到预期效果。有时甚至会因意外的灾害性天气和海况而造成船损、货损、费时等。,例如：大洋航路图上推荐的北太平洋中纬度习惯航线，350N或稍偏南。冬季西航时，可能是一条较差的航线。某些气候上的优越航线，实践证明，在天气上有时却是很
41、坏的航线。而某些气候资料认为不适航的海域，在某些时段会出现有利于航行的好天气。这正是气候航线的局限性和它不能满足今日航海需要之处。气候航线经历了一个不断丰富和发展的过程，在相当长的时间内，它对大洋航行的船舶安全和船长的工作都起到很大的指导作用，至今仍有许多船长以它作为拟定航线的主要依据。可以说，它是某种气候条件下的较优航线。,气 象 航 线（Weather Routing）,随着科学的发展，机械动力船取缔了帆船，天气预报的水平逐步提高。世界海运业的竞争越来越激烈，保障海上船舶安全、经济航行，提高营运效益，使海上运输更趋安全、经济合理化。20世纪50年代气象导航首先在美国诞生了，随后，世界一些主
42、要航运国家，如前苏联、英国、日本、德国、荷兰和挪威等国都相继创建了船舶气象导航公司，为跨洋航行的船舶制定气象航线，使船舶气象定线逐步趋于科学化、定量化和自动化。,气象航线：根据较准确的短、中期和有效的长期天气和海洋预报及大洋气候资料，结合船舶性能、装载特点、技术条件、航行任务等，为横渡大洋的船舶选择的最佳天气航线。气象导航：根据较准确的短、中期及有效的长期天气和海洋预报及大洋气候资料，结合船舶性能、装载特点、技术条件、航行任务等，为横渡大洋的船舶选择的最佳天气航线。在航行中气象导航公司始终跟踪被导船舶，利用不断更新的天气和海况资料修正航线，指导船舶安全、经济航行的航海技术。这一导航过程俗称船舶
43、气象导航。既根据船舶性能和装载特点，把中短期天气和海况预报应用在优选航线和监视航行过程中，以达到在最短时间内和损失最小的情况下，安全完成航行的一种航海技术。,最佳航线：是指在始发港和目的港之间寻找一条既能保证船舶航行安全，又能使航行时间最短的航线。最佳航线的含义：安全、经济、舒适、省时。最短航时航线:是使船舶自始发港到目的港之间的整个航程，在确保安全的条件下，航时最少，节省燃料，提高船舶的营运效益。该航线又称经济航线，多为一般货船采用。最舒适航线:是要求在航行中尽量减少风浪的影响，使航行条件舒适。这种航线多为客船和旅游船采用。,气象航线充分考虑了航线上未来的各种天气过程，并在很大程度上克服了气
44、候航线的局限性。气象航线对天气和海况预报的实效性要求较高。但是，目前国际上天气预报的水平只能提供较准确的5天中期预报，无法满足跨洋航线的需求。所以，在目前阶段，气象航线还不能完全取代气候航线。因此，在适当的气候航线基础上，选择气象航线可避免定线的盲目性，能大大减少工作量。在许多情况下，有些气象航线和气候航线比较接近。气候航线是气象航线的基础，气象航线是气候航线的发展。,气象航线与气候航线的关系,北太 平 洋 航 线,印度洋航线,三、气象导航的安全性与经济效益,狂风、巨浪、暴雨、浓雾、海流、海冰等恶劣天气和海况，严重威胁船舶航行安全。因此，最大限度的保障船舶安全是船舶航行的基本要求和船舶选择航线
45、的首要问题。船舶采用气象导航，在很大程度上改善了航行条件，安全性得到了很大提高，重大海事减少；货损率、船损率大大降低。这无可质疑地表明，气象导航对跨洋航行船舶的安全具有重要保障作用。,气象导航的经济效益,气象导航的另一个重要目的是降低营运成本，提高经济效益。气象导航能充分利用有利的天气和海洋环境，如顺风、顺浪、顺流等，以提高船速或使船舶失速降到最低限度，达到缩短航时，提高经济效益之目的。气象导航的经济效益主要体现在，缩短航时；减少燃料消耗，降低成本;准时抵达目的港，以此来提高经济效益。,四、影响船舶运动的海洋环境因素,在船舶气象导航中欲求最佳天气航线，首先要了解和分析影响船舶运动的海洋环境因素
46、和航线选择的客观因素。其中主要包括海洋环境因素和船舶自身的约束条件。海洋环境主要包括：大气、海洋和海底地形地貌等。影响船舶运动的海洋环境因素主要有：风、海浪、海流、海雾、海冰等及其它一些海上碍航物。,1.风 的 影 响,风（Wind）不仅直接影响船舶运动，而且它的作用还会通过海浪和海流间接的表现出来。风对船舶的影响，一方面使船舶向下风漂移，另一方面使船舶产生偏转。船舶因风压产生的横向漂移速度与风速、风舷角、船速、船舶水上受风面积和船舶形状等有关。一般而言，客船受风影响最大、货船次之、油船最小。总之，风对船舶运动的影响主要视船舶类型、装载情况、干舷高度、上层建筑面积及船舶形状确定。,一般情况下，
47、顶风减速，顺风加速。当风速小于20 kn时，顶风约减速5%，顺风约增速2%，其他舷角介于两者之间。当风速较大时，由风引起的中、大浪对船速影响很大，无论顺、逆风均使船速减小。当船速与风速相当时，即影响航速又影响航向，导致船舶产生偏荡运动。如：一艘航速为 20kn的船遇到舷角60度的 7级风，且有4米高的大浪船速将下降20左右，降至16kn。同时为了防止船体受海浪的冲击等，船长可能有必要下令降低主机转数，使船速更慢。,2.浪 的 影 响,海浪（Sea Wave）是发生在海洋中的一种波动，是海水运动的主要形式之一。同是也是影响船舶运动的重要因素。船舶在海浪的作用下可以导致摇摆、偏荡、砰击、上浪和失速
48、等现象。当浪较小时，顶浪航行可使船速降低，顺浪可稍增加船速。当达到中大浪或以上时，无论顺浪或顶浪航行都会减小船速（顺浪减速是船舶在大浪中产生偏荡运动的结果）。,狂浪时，不仅使船舶减速，同时还会使船舶产生纵摇、横摇和升降运动。当横摇过大时会造成货物的位移，危及船舶安全。如果船舶的横摇周期与波浪周期相同时趋向共振，可产生谐摇导致船舶倾覆。大的纵摇会产生严重的船首入水撞击船体（在风暴条件下，浪的冲击力可超过20tm2，有时会造成螺旋桨空车，降低舵效，损害推进设备。有时还会导致船舶出现中拱或中垂现象，会形成危险的应力强度，严重时会使船舶断裂。,浅水区的升降运动也会对船舶构成极大的危胁。上述危及船舶安全
49、的不利运动本身会大大降低船速，同时船长有时为了减少这些不利因素的影响，必要时会主动地降低船速或改变航向，从而延长航时或航程。理论和实践证明，对于上层建筑不太臃肿和主机功率较大的现代船舶来说，船舶因风的阻碍作用引起的失速占全部失速率的13，而海浪引起的附加阻力作用产生的失速，占全部失速率的23。,3.流 的 影 响,洋流（Ocean Current）是海水具有稳定流向、流速的水平流动。它主要是受大气环流的影响，同时还受海底地貌、海岸和岛屿等因素的影响。洋流主要影响船舶的航速和航迹。船舶受洋流的作用相对海底的运动是流速与船速的两者合成，其影响大小视洋流本身的大小和不同舷角而异。顺流增加船速，逆流降
50、低船速，横流主要影响航迹，其它舷角既影响航迹又影响航速。,洋流对船速的影响，一般以投影到船舶首尾线上的流速矢量大小为准，若此方向上流速分量大于05kn时，就要考虑流对船舶运动的影响。例：有一艘船速为18kn的货船在某海区航行，受到一股流速为2kn，相对流向为30o的洋流影响，其船速将降低为164kn左右（如图），同时还会使船舶偏离原航线。,4.雾 的 影 响,雾(Fog)是影响能见度的主要因素之一。在雾中航行，稍有不慎，就会发生偏航、触礁、搁浅或碰撞的危险。据统计，有60 70的海损事故发生在浓雾并伴有低压的恶劣天气中。因此，跨洋航线的选择，雾是主要的参考因素之一。但是对全年都有可能发生雾的海
