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海况速报与预报

速报是将海洋表面水温温分布的调查与分析结果,快速整理并用文字或图表及时传递给使用单位,亦称实报;预报则是对海洋水温、盐度、海浪、海冰等海况要素的分布与变化提前做出预报并发布给使用单位。前者是及时通报最近一时段内海上实际观测到的有关海况要素的实时分布状况,后者则是超前预测海况要素的分布与变化。海况速报与预报是人们认识海洋和开发利用海洋资源的重要途径。渔业生物的行动、分布与海况关系密切。

速报是将海洋表面水温温分布的调查与分析结果,快速整理并用文字或图表及时传递给使用单位,亦称实报;预报则是对海洋水温、盐度、海浪、海冰等海况要素的分布与变化提前做出预报并发布给使用单位。前者是及时通报最近一时段内海上实际观测到的有关海况要素的实时分布状况,后者则是超前预测海况要素的分布与变化。

海况速报与预报是人们认识海洋和开发利用海洋资源的重要途径。渔业生物的行动、分布与海况关系密切。如海水的温度与盐度是海况分析的重要因素,用以分析流系的锋面、水团的边界以及涡流等现象,是分析渔情、判断中心渔场位置,为渔业生产指挥部门与海上作业渔民有计划地安排渔场和合理利用海洋渔业资源的有效手段。

简史 早期的海况速报由于观测技术、传输手段都很落后,常常只是把海上船舶调查和岸边台站观测的结果及时整理成简报送使用部门。70年代后,随着空间技术、遥测技术的迅速发展,海况速报得以实现。当前利用人造卫星遥感技术测量海水表面温度已取得实用性成果。由于卫星遥感具有迅速、同步、面积大和连续记录的特点,从卫星红外遥感图像上不仅可以看到海水表面温度的分布状况,而且可以从中分析出水团边界、辐合带、上升流及涡流等海洋现象。美国和日本等国先后实现了将常规船舶调查资料与卫星遥感资料相结合为渔业生产提供海况速报服务。1971年美国已利用其发射的“陆地卫星”(1andsat)发回的红外扫描仪信息为捕捞金抢鱼的渔船提供加利福尼亚南部海面的温度图。日本从1976年开始利用美国“诺阿”(NOAA)气象卫星的红外图像绘制出日本近海的水温分布图,同时利用“诺阿”卫星的信息制作渔海况速报图,每两天向生产渔船发布一次,取得良好成效(见图)。

中国战国时代的《山海经》、三国时代的《潮水论》、宋代的《海潮记》、清代的《潮论》等对于地球上海水与天体间的内在联系的揭示甚为透彻,“八分算潮法”更是古代劳动人民创造的以农历日期推算潮时的简捷方法。1949年后海洋事业得到迅速发展;1951年开展了海洋专业调查和综合调查;60年代开始在主要渔汛,如屷山带鱼汛、吕泗洋小黄鱼汛期间开展了海渔况调查和渔汛期渔情预报工作;70年代末开展了中国近海大面水温预报的研究并投入应用。并着手进行卫星和航空遥感信息在渔业上应用的试验研究工作。例如黄海、东海卫星海况速报,东海冬季带鱼汛航空测温速报,黄海、东海渔海况速报等。

海况速报 主要内容为水温。根据水温的分布状况还可以分析出暖流、寒流、暖水涡、冷水涡、流隔带等的分布实况。速报的时效有平均报与实时报两类。前者有月平均和旬平均,后者为实际观测的时段。

传统的海况速报方法是将某一航次的海洋调查或定期的船舶和岸边台站观测的海况要素资料及时加以整理分析,以图表与文字的形式发送给有关部门。近期的海况速报主要是将卫星地面站接受到的NOAA气象卫星红外遥感信息的数据磁带或图像,经过计算机图像处理系统处理解译成海面温度,再结合从其他方面获得的海水温度观测资料综合加工成海面水温分布图,再经进一步判读分析出流隔、冷暖涡等海洋现象后绘制成海况速报图,然后通过无线电传真或其他通讯传递方式尽快将海况速报发送到渔民手中或渔业生产指挥部门。

海况预报 主要内容有水温、盐度、海浪、海冰等海况要素。预报的时效有长期预报与短期预报两类。海况预报的方法很多,主要分为水温预报、盐度预报和海浪预报等。

水温预报 大致可分为三类:①建立在热量平衡理论基础上的数值预报方法。通常以热传导方程为基本方程,根据热力学第一、第二定律进行一些简化,并提出一定的边界条件,然后求解方程,常用的计算方法有差分法和有限元求解法;②统计预报方法。把水温看作随机变量的概率统计法,又可分为横向预报和纵向预报两类。前者是对时间序列的预报,需要多年连续的观测序列用外推的办法来确定未来的变化趋势,常用的方法有显著周期分离法、平稳时间序列法;后者是利用不同年同期(月)资料序列进行统计分析以找出水温与影响因子之间的相互关系建立回归方程,常用的有回归分析法、经验正交函数分解法以及考虑影响因子的经验正交法;③数值(动力)统计预报。结合数值预报和统计预报的优点,取长补短提出新的预报理论和预报方法,这一方法刚刚开展,很有发展前途。

盐度预报 随着电子计算机的普及应用,第二类统计预报方法被广泛采用。其中对盐度的预报还应用判别分析法也取得良好效果。主要是根据已经观测到的影响盐度变化的因子的历史资料,通过对预报因子的线性组合构成一个判别函数来分辨未来盐度的分布状况。

海浪预报 以经验方法为主。它是根据大量的海浪和风的观测资料,用数理统计方法寻找海浪要素和风要素之间的关系,掌握了风要素便可预报在某种风情下发生的风浪。预报方法有:①能量法。根据风浪从风那里获得能量,同时又因摩擦消耗能量,当吸收的能量大于消耗的能量时风浪就成长,反之风浪就衰减的关系,建立能量的平衡方程式。然后用数学方法求解得出风与浪的图表关系,最后运用这些图表关系进行预报;②谱方法。将实际的海浪看作是许多振幅不等、频率和方向不同、位相杂乱的正弦波叠加在一起的能量和它们各自振幅的平方成正比,各个组成波的能量和,构成了海浪的能量。海浪按照各个组成波的频率大小,把能量分配给它们,这种分配规律叫做海浪的能量谱。根据海浪的能量谱与海浪要素之间的关系,就可计算出海浪的波高和周期进行海浪预报。

日本利用卫星信息制作的渔海况图