第六节 海洋气象传真图的应用

第六节 海洋气象传真图的应用

现今船舶接收最多的气象传真图有地面图、波浪图和警报图等。有了地面图(分析图和预

报图),可结合有关天气模式定性分析推算船位上的主要天气特征,并可作出开阔海面上推算

船位处的风、风浪和风生流等的预报,若结合海温图还可作出海雾的测报。下面就图13-12、20-

4、20-7、20-11 和20-13 简单介绍气象传真图的一些应用。

一、海上天气分析和预报

首先应强调指出, 能收到传真图的船舶主要学会使用气象台所发的预报图(如F S 、F E 、

217

F W 、F U 等),并对分析图和预报图进行综合分析,然后再结合前面介绍的预报方法作出本船

前方航线上天气的补充、订正预报。

1.根据地面分析图明确目前大范围以及船舶所在海区的天气形势和天气状况

如由图13-12(A SA S)可知,1999 年7 月26 日00 时(世界时)西北太平洋及中国沿海的主

要天气形势是: 白令海东部60°N 附近洋面因受992 hP a 低气压影响, 有8 ～ 9 级大风

(〔G W 〕);在50°N ,阿留申群岛附近有静止锋向西至西南延伸经过北海道直至我国东北地区,

说明这里存在冷暖空气的交汇,且正值西北太平洋的雾季,所以可见北海道以东洋面的大片浓

雾区(即图中锯齿线所包围区域,F O G〔W 〕);40°N 以南、日本以东(140°E )的广大洋面受强大

的副热带高压控制,1036hP a 的主高压中心位于42°N 、155°W 处,高压区内的广大洋面风力微

弱、少云;副高西侧,9905 号强热带风暴中心位于27.9°N 、129.2°E ,目前正以15kn 的速度向

北移动,受其影响,黄海中、南部、东海北部、日本以南等洋面有大风,特别是风暴的右半圆邻近

副高西伸脊,水平气压梯度大, 大范围海域风力达8～ 9 级(〔G W 〕), 局部地区10 ～ 11 级

(〔SW 〕)。另外,南海东北部有一996hP a 的低气压,受它和西南季风的共同影响,南海和菲律

宾以北洋面出现大范围8～9 级大风(〔G W 〕)。

综上所述可知,对航行于日本以东中高纬海域的船舶而言,短期内主要需注意北海道以东

浓雾区的动态和白令海低压的强度变化;而在中国沿海航线和近洋航线上航行的船舶,要特别

注意9905 号强热带风暴和南海东北部低气压的动态,采取正确的避离措施。

2.恶劣天气的推报

在船舶条件下,可以直接利用所接收的地面预报图、警报图等,再结合对地面分析图的分

析,来推报恶劣天气的变化趋势。

阅读图20-4 和20-7 后,可得到下列预报结论:27 日00 时(世界时),北海道以东的浓雾区

仍将存在,能见度恶劣(F O G );9905 号强热带风暴在未来3 天(72h )内将向西北方向移动,27

日00 时,风暴中心将到达32.5°N 、126.5°E 附近,中心气压维持在980hP a,近中心最大风速仍

达50k n,以后强度逐渐减弱,到29 日00 时减弱为热带低压,受其影响,27 日00 时,黄海中部

雾消散,日本以南洋面、对马海峡、黄海中南部、东海北部均有7 级以上大风,因此,未来3 天

内,预计在上述海域航行的船舶应及早采取应对措施。此外,南海东北部的低气压24h 内将向

东北方向移动,27 日00 时到达台湾海峡南口附近23°N 、118°E 处(可能受9905 号强热带风暴

的吸引),已成为热带低压(T D ),强度有所增强,受其影响,南海中部、东北部、巴士海峡、(130°

E 以西)台湾东南洋面将持续7 级以上大风;而东海南部、台湾海峡因处于南海热带低压与

9905 号强热带风暴之间的均压区内,风力较小。

3.开阔海面上风的推算

在地面预报图上,一般不给出具体风场的预报。在这种情况下,若船舶需要知道推算船位

上具体的风速和风向,则可利用地面预报图来求。下面以图20-4 中A 点(45°N 、170°E )为例介

绍计算开阔海面某点风的方法。

利用天气图求开阔海面某点风的原理是:先根据等压线的分布求出该点的地转风,后再利

用摩擦层中风与地转风的经验关系求得海面风。求地转风速的方法有如下几种:

方法1 利用地转风尺

有些国家发布的地面分析图上附有地转风尺(如欧洲国家发布的北大西洋的分析图),此

时就可以直接用它在预报图上量取相邻等压线之间的距离来确定地转风速,参见第四章第三

节地转风尺的应用。

218

方法2 利用简化的地转风公式

具体计算步骤为:

①通过A 点作相邻几根等压线的公垂线BC,以纬距为单位量出线段BC 的距离Δn,得

Δn= 5.6 纬距,B、C 两点的气压差- ΔP = P C - P B = 12hP a;

② 水平间隔1 纬距上的气压差(即水平气压梯度)- ΔP ′= - ΔP / Δn= 12/ 5. 6≈ 2.1

(hP a/ 纬距);

③将②求出的值和纬度45°代入简化的地转风公式Vg= 4.78·(- ΔP ′)/ sin� .中,计算得

A 点的地转风速VgA = 4.78× 2.1/ sin45°≈14.5(m / s)。

方法3 利用风速列线图(参见有关书籍的地转风部分)

图20-23 求有效波高图解

由白贝罗风压定律可知A 点处的地转风向为西南风。

有了地转风速即可用经验公式V= V×g 65% ,求得A 点处的海面风速VA = 14.5× 65% ≈

9.4m / s,即风力5 级。

中纬度海面风向与等压线(即与地转风向)交角约为10°～20°,并偏向低压一侧,因此A

点海面风向为西南偏南风。

二、海浪的分析和预报

1.使用波浪分析图和预报图

根据对海上天气分析和预报的结果,可进一步分析和推断海浪的分布状况。对比图20-11

和图13-12 可以发现,受9905 号强热带风暴的影响,28°N 、131°E 附近海域出现波高6m 的巨

浪中心,波高4m 的巨浪区从33°N 一直伸展到18°N ,从126°E 向东一直延伸到138°E 。受南海

低气压东南部大风的影响,南海中部出现波高6m 的巨浪中心,波高4m 的巨浪区从20°N 到11°

N 、112°E 到120°E 。除58°N 、175°W 附近

还有一波高3m 的大浪区外,其它海区波

高不超过2m 。

比较图20-13 和图20-4 可知:继续

受9905 号强热带风暴的影响, 27 日00

时, 黄海东南部到对马海峡西南有波高

6m 的巨浪中心,波高4m 的巨浪区北缩到

21°N 以北,黄海中南部、东海外缘波高超

过3m 。南海东北部的低气压已成为热带

低压,受其影响, 巴士海峡及其西南海域

有波高5m 的巨浪中心, 南海大部分海面

波高均超过3m 。其它海区波高不超过

2m 。

2.用图解法或公式法预报波高

如果没有传真波浪图,可利用地面

天气图先作出风速、风时、风区的预报,

再使用图20-23 或经验公式作出推算船

位上有效波高的预报。

在图20-23 中,横坐标为风区,纵坐

219

标为风速,断线为风时,抛物线为波高。若已知风速、风区和风时,就可以从图上查出相应的有

效波高。现在已知图20-4 中开阔海面A 点处的预报风速为9.4m / s,约为19kn,查图20-23 可

知,在该风速下,风浪充分成长所要求的最小风区为240n m ile、最小风时为30h,风浪波高最

大值约为2m ;风区比240n m ile 再大、风时比30h 再长,波高几乎不再增大。阅读图20-4 和图

13-12 可以发现,A 点上风方西南偏南风吹刮范围超过240n m ile,风速接近,且至少可持续吹

刮24h (26 日00 时～27 日00 时),根据这些条件,在图20-23 中风速为19kn 、风时为24h 的交

点上,查得有效波高约为1.9m 。对比图20-13 可见,图解法作出的预报结果与之基本吻合。

在大洋中,对于充分成长的风浪,其波高亦可用下列经验公式计算:

H = 0.0214V2

0 (20-1)

式中:H 为波高,单位m ;V0 为海面风速,单位m / s。将图20-4 中A 点处的风速9.4m / s 代入

上式,计算可得H = 0.0214× 9.42≈1.9(m )。

三、利用地面预报图和表层水温图测报海雾

船舶航行在海雾多发区域时,除连续接收地面预报图外,还应接收表层水温图,从而了解

是否存在形成雾的冷海面条件,以利于船舶对海雾发生的可能性、大致位置、浓淡等雾情进行

分析和预测。

例如,据日本研究证明,在相同的天气条件下,日本北方海域的雾区及雾的浓度与表层水

温的分布存在一定规律:图20-24 中实线为等水温线,通常呈东西走向,并有经度5°～8°波长

的波状弯曲,浓雾即发生在低温轴附近,高温轴附近没有雾或只有轻雾。图20-25 是1966 年8

月23 日12 时海上雾的分布状况:从钏路外海南下的亲潮冷流在40°N 附近处有一支流逆转北

上,造成一片伸向三陆冲的冷水舌,当时海面刮东南风,于是在该冷水团上形成局部平流雾。

图20-24 雾区与水温分布的关系图20-25 由冷水团造成的平流雾

若经分析有产生雾的可能性或已经受雾影响,则船舶还可结合船舶现场观测资料进一步

测算海雾的生消趋势,测算方法有两种:

1)干湿球温度表法 因为干湿球温度表的读数差反映了空气距离饱和的程度,因此可根

据干湿球温度表读数差的变化来估计海上雾的生消趋势,具体内容为:干球温度表读数高于湿

球温度表读数,并且两者的差值向增大的趋势发展时,则不会出现雾;若差值越来越小,则表明

向成雾的趋势发展,当两表读数相同或接近相同时就会出现雾;雾形成后,若干湿球温度表的

220

图20-26 露点水温曲线图

读数差又开始增大时,雾就趋向消散。在使用该方

法时,要注意如果大气中具有吸湿性强的凝结核,

则相对湿度在80% ～90% 就有可能出现雾。

2)露点水温图解法 将船舶沿途每隔几小时

连续观测到的露点温度td 和表层海水温度tw 值,

在同一张图上点绘出两条曲线,如图20-26 所示,

则可根据图中两条曲线之间的距离变化来判断海

雾的生消趋势。水温高于露点温度且两曲线的间

距增大时,不可能有雾;若两条曲线的间距越来越

小,则成雾的可能性增大,当两曲线相交并且露点

温度高于水温时,雾就快产生了。统计表明,当td- tw ≥2℃,且其它条件适当时,出现海雾的概

率为80% 左右。雾形成后,若水温高于露点温度且两曲线的间距增大时,则表明雾在消散。

 

第六节 海洋气象传真图的应用

现今船舶接收最多的气象传真图有地面图、波浪图和警报图等。有了地面图(分析图和预

报图),可结合有关天气模式定性分析推算船位上的主要天气特征,并可作出开阔海面上推算

船位处的风、风浪和风生流等的预报,若结合海温图还可作出海雾的测报。下面就图13-12、20-

4、20-7、20-11 和20-13 简单介绍气象传真图的一些应用。

一、海上天气分析和预报

首先应强调指出, 能收到传真图的船舶主要学会使用气象台所发的预报图(如F S 、F E 、

217

F W 、F U 等),并对分析图和预报图进行综合分析,然后再结合前面介绍的预报方法作出本船

前方航线上天气的补充、订正预报。

1.根据地面分析图明确目前大范围以及船舶所在海区的天气形势和天气状况

如由图13-12(A SA S)可知,1999 年7 月26 日00 时(世界时)西北太平洋及中国沿海的主

要天气形势是: 白令海东部60°N 附近洋面因受992 hP a 低气压影响, 有8 ～ 9 级大风

(〔G W 〕);在50°N ,阿留申群岛附近有静止锋向西至西南延伸经过北海道直至我国东北地区,

说明这里存在冷暖空气的交汇,且正值西北太平洋的雾季,所以可见北海道以东洋面的大片浓

雾区(即图中锯齿线所包围区域,F O G〔W 〕);40°N 以南、日本以东(140°E )的广大洋面受强大

的副热带高压控制,1036hP a 的主高压中心位于42°N 、155°W 处,高压区内的广大洋面风力微

弱、少云;副高西侧,9905 号强热带风暴中心位于27.9°N 、129.2°E ,目前正以15kn 的速度向

北移动,受其影响,黄海中、南部、东海北部、日本以南等洋面有大风,特别是风暴的右半圆邻近

副高西伸脊,水平气压梯度大, 大范围海域风力达8～ 9 级(〔G W 〕), 局部地区10 ～ 11 级

(〔SW 〕)。另外,南海东北部有一996hP a 的低气压,受它和西南季风的共同影响,南海和菲律

宾以北洋面出现大范围8～9 级大风(〔G W 〕)。

综上所述可知,对航行于日本以东中高纬海域的船舶而言,短期内主要需注意北海道以东

浓雾区的动态和白令海低压的强度变化;而在中国沿海航线和近洋航线上航行的船舶,要特别

注意9905 号强热带风暴和南海东北部低气压的动态,采取正确的避离措施。

2.恶劣天气的推报

在船舶条件下,可以直接利用所接收的地面预报图、警报图等,再结合对地面分析图的分

析,来推报恶劣天气的变化趋势。

阅读图20-4 和20-7 后,可得到下列预报结论:27 日00 时(世界时),北海道以东的浓雾区

仍将存在,能见度恶劣(F O G );9905 号强热带风暴在未来3 天(72h )内将向西北方向移动,27

日00 时,风暴中心将到达32.5°N 、126.5°E 附近,中心气压维持在980hP a,近中心最大风速仍

达50k n,以后强度逐渐减弱,到29 日00 时减弱为热带低压,受其影响,27 日00 时,黄海中部

雾消散,日本以南洋面、对马海峡、黄海中南部、东海北部均有7 级以上大风,因此,未来3 天

内,预计在上述海域航行的船舶应及早采取应对措施。此外,南海东北部的低气压24h 内将向

东北方向移动,27 日00 时到达台湾海峡南口附近23°N 、118°E 处(可能受9905 号强热带风暴

的吸引),已成为热带低压(T D ),强度有所增强,受其影响,南海中部、东北部、巴士海峡、(130°

E 以西)台湾东南洋面将持续7 级以上大风;而东海南部、台湾海峡因处于南海热带低压与

9905 号强热带风暴之间的均压区内,风力较小。

3.开阔海面上风的推算

在地面预报图上,一般不给出具体风场的预报。在这种情况下,若船舶需要知道推算船位

上具体的风速和风向,则可利用地面预报图来求。下面以图20-4 中A 点(45°N 、170°E )为例介

绍计算开阔海面某点风的方法。

利用天气图求开阔海面某点风的原理是:先根据等压线的分布求出该点的地转风,后再利

用摩擦层中风与地转风的经验关系求得海面风。求地转风速的方法有如下几种:

方法1 利用地转风尺

有些国家发布的地面分析图上附有地转风尺(如欧洲国家发布的北大西洋的分析图),此

时就可以直接用它在预报图上量取相邻等压线之间的距离来确定地转风速,参见第四章第三

节地转风尺的应用。

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方法2 利用简化的地转风公式

具体计算步骤为:

①通过A 点作相邻几根等压线的公垂线BC,以纬距为单位量出线段BC 的距离Δn,得

Δn= 5.6 纬距,B、C 两点的气压差- ΔP = P C - P B = 12hP a;

② 水平间隔1 纬距上的气压差(即水平气压梯度)- ΔP ′= - ΔP / Δn= 12/ 5. 6≈ 2.1

(hP a/ 纬距);

③将②求出的值和纬度45°代入简化的地转风公式Vg= 4.78·(- ΔP ′)/ sin� .中,计算得

A 点的地转风速VgA = 4.78× 2.1/ sin45°≈14.5(m / s)。

方法3 利用风速列线图(参见有关书籍的地转风部分)

图20-23 求有效波高图解

由白贝罗风压定律可知A 点处的地转风向为西南风。

有了地转风速即可用经验公式V= V×g 65% ,求得A 点处的海面风速VA = 14.5× 65% ≈

9.4m / s,即风力5 级。

中纬度海面风向与等压线(即与地转风向)交角约为10°～20°,并偏向低压一侧,因此A

点海面风向为西南偏南风。

二、海浪的分析和预报

1.使用波浪分析图和预报图

根据对海上天气分析和预报的结果,可进一步分析和推断海浪的分布状况。对比图20-11

和图13-12 可以发现,受9905 号强热带风暴的影响,28°N 、131°E 附近海域出现波高6m 的巨

浪中心,波高4m 的巨浪区从33°N 一直伸展到18°N ,从126°E 向东一直延伸到138°E 。受南海

低气压东南部大风的影响,南海中部出现波高6m 的巨浪中心,波高4m 的巨浪区从20°N 到11°

N 、112°E 到120°E 。除58°N 、175°W 附近

还有一波高3m 的大浪区外,其它海区波

高不超过2m 。

比较图20-13 和图20-4 可知:继续

受9905 号强热带风暴的影响, 27 日00

时, 黄海东南部到对马海峡西南有波高

6m 的巨浪中心,波高4m 的巨浪区北缩到

21°N 以北,黄海中南部、东海外缘波高超

过3m 。南海东北部的低气压已成为热带

低压,受其影响, 巴士海峡及其西南海域

有波高5m 的巨浪中心, 南海大部分海面

波高均超过3m 。其它海区波高不超过

2m 。

2.用图解法或公式法预报波高

如果没有传真波浪图,可利用地面

天气图先作出风速、风时、风区的预报,

再使用图20-23 或经验公式作出推算船

位上有效波高的预报。

在图20-23 中,横坐标为风区,纵坐

219

标为风速,断线为风时,抛物线为波高。若已知风速、风区和风时,就可以从图上查出相应的有

效波高。现在已知图20-4 中开阔海面A 点处的预报风速为9.4m / s,约为19kn,查图20-23 可

知,在该风速下,风浪充分成长所要求的最小风区为240n m ile、最小风时为30h,风浪波高最

大值约为2m ;风区比240n m ile 再大、风时比30h 再长,波高几乎不再增大。阅读图20-4 和图

13-12 可以发现,A 点上风方西南偏南风吹刮范围超过240n m ile,风速接近,且至少可持续吹

刮24h (26 日00 时～27 日00 时),根据这些条件,在图20-23 中风速为19kn 、风时为24h 的交

点上,查得有效波高约为1.9m 。对比图20-13 可见,图解法作出的预报结果与之基本吻合。

在大洋中,对于充分成长的风浪,其波高亦可用下列经验公式计算:

H = 0.0214V2

0 (20-1)

式中:H 为波高,单位m ;V0 为海面风速,单位m / s。将图20-4 中A 点处的风速9.4m / s 代入

上式,计算可得H = 0.0214× 9.42≈1.9(m )。

三、利用地面预报图和表层水温图测报海雾

船舶航行在海雾多发区域时,除连续接收地面预报图外,还应接收表层水温图,从而了解

是否存在形成雾的冷海面条件,以利于船舶对海雾发生的可能性、大致位置、浓淡等雾情进行

分析和预测。

例如,据日本研究证明,在相同的天气条件下,日本北方海域的雾区及雾的浓度与表层水

温的分布存在一定规律:图20-24 中实线为等水温线,通常呈东西走向,并有经度5°～8°波长

的波状弯曲,浓雾即发生在低温轴附近,高温轴附近没有雾或只有轻雾。图20-25 是1966 年8

月23 日12 时海上雾的分布状况:从钏路外海南下的亲潮冷流在40°N 附近处有一支流逆转北

上,造成一片伸向三陆冲的冷水舌,当时海面刮东南风,于是在该冷水团上形成局部平流雾。

图20-24 雾区与水温分布的关系图20-25 由冷水团造成的平流雾

若经分析有产生雾的可能性或已经受雾影响,则船舶还可结合船舶现场观测资料进一步

测算海雾的生消趋势,测算方法有两种:

1)干湿球温度表法 因为干湿球温度表的读数差反映了空气距离饱和的程度,因此可根

据干湿球温度表读数差的变化来估计海上雾的生消趋势,具体内容为:干球温度表读数高于湿

球温度表读数,并且两者的差值向增大的趋势发展时,则不会出现雾;若差值越来越小,则表明

向成雾的趋势发展,当两表读数相同或接近相同时就会出现雾;雾形成后,若干湿球温度表的

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图20-26 露点水温曲线图

读数差又开始增大时,雾就趋向消散。在使用该方

法时,要注意如果大气中具有吸湿性强的凝结核,

则相对湿度在80% ～90% 就有可能出现雾。

2)露点水温图解法 将船舶沿途每隔几小时

连续观测到的露点温度td 和表层海水温度tw 值,

在同一张图上点绘出两条曲线,如图20-26 所示,

则可根据图中两条曲线之间的距离变化来判断海

雾的生消趋势。水温高于露点温度且两曲线的间

距增大时,不可能有雾;若两条曲线的间距越来越

小,则成雾的可能性增大,当两曲线相交并且露点

温度高于水温时,雾就快产生了。统计表明,当td- tw ≥2℃,且其它条件适当时,出现海雾的概

率为80% 左右。雾形成后,若水温高于露点温度且两曲线的间距增大时,则表明雾在消散。