基本介紹
- 中文名：航海氣象
- 外文名：maritime meteorology
- 類別：航海服務
- 目的：航行安全、省時、經濟
發展概況,航海氣象和水文圖志,航海氣象和水文情報,航海氣象觀測及儀器,船舶航行和氣象條件之間關係的規律,熱帶氣旋,溫帶氣旋,海上霧生消趨勢,
發展概況
航海前輩十分重視收集海洋氣象和水文資料，總結海洋上的天氣和海況的變化規律。中國明代張一厚所著中國沿海的航路指南《海道經》一書，專輯有海上天氣歌謠。內容分占天、占雲、占風、占日、占虹、占霧、占電、占潮、占海9類,按徵兆預測天氣演變，闡明氣候的特點和規律，至今仍有意義。1805年英國人F.蒲福根據海面徵象擬定風力等級,自0到12共分13個等級，被稱為“蒲福風級”。1847～1852年美國人M.莫利根據遠洋船舶記錄風和流的資料，繪製成《北大西洋風和海流圖》，使船舶橫越北大西洋的時間大為縮短，開現代航路圖的先河。1857年白貝羅發現根據風向判斷高壓和低壓的中心方位的法則，被稱為白貝羅定律（又稱風壓定律）：人背風站立，在北半球，低壓中心在左前方，高壓中心在右後方；在南半球，低壓中心在右前方，高壓中心在左後方。隨著航海氣象和水文研究工作的發展，各類航海圖書中逐步充實了各種航海氣象和水文資料。此外，詳細論述現代航海氣象和水文基本原理的專著，關於如何使用海洋天氣和海況的報告、預報、警報、傳真航海天氣圖和氣象衛星雲圖等的著作，以及預報某些同航海有關的海洋天氣和海況要素的著作，各航海國家相繼出版。60年代以來，海洋氣象和水文的觀測技術不斷改進。天氣和海況在高速模擬計算機的實驗，衛星氣象數據釋譯的進展,天氣與海況預報的完善,大西洋和太平洋中環境數據自動浮標的建立等等，都有力地促進航海氣象和水文科學的發展。
航海氣象和水文圖志
為航海服務的氣象和水文圖志種類繁多，有各大洋的波浪、海流、水質、大風及霧等的空間與時間分布圖，各天氣與海況要素的綜合關係圖，以及各種氣象與水文的統計圖等。目前較實用的圖有描繪潮汐各要素的變化或分布狀況的潮汐圖，把同一時刻發生高潮或低潮的各點連線起來的某海區同潮時曲線圖，描繪某海區各潮時潮流分布情況的圖集，用流線或流矢描繪某海域不同季節表層流流向和流速的地理分布圖，各大洋表層環流的地理分布圖，近年出版的每月一張的北極冰況圖和西北大西洋的冰況圖等。這些圖是擬訂航行計畫和保證安全航行的重要參考資料，也是分析預報海洋天氣、海況的依據。目前，航海海流圖的編制方法有統計方法和分析方法兩種。用統計方法編制海流圖是把海流的速度和方向的多年平均值列入各種航海海流圖中。由於只給出這些要素的幾率值，因此常與實際情況有出入，特別是在近海或海峽中。用分析方法編制海流圖是把各航區實際出現的海流（航海學上叫匯總流）分解成常定流、潮流和風海流在圖上分別列出數據。套用這種圖時要先查出常定流、潮流和風海流各分量，然後求出三者的合成量。這樣計算出的匯總流，比用統計方法編制的海流圖要符合實際得多。因此近年來大多數採用分析方法。船舶航行速度同匯總流的速度和方向有密切關係，因此，這方面的研究工作在航海氣象和水文圖志研究中占有重要地位。
航海氣象和水文情報
包括航海氣象和水文報告、預報、警報和傳真圖等。是由海洋氣象和水文部門提供的。航海氣象和水文情報在文字上比陸上的更加簡明扼要;傳真天氣圖上天氣系統的配置及其動態,則力求使航海者便於推測有關航線上或廣大海區上的天氣現象。目前，已有許多專供航海者閱讀傳真天氣圖用的各類天氣系統或天氣的預報指標：鋒、氣旋、反氣旋的移動和發展的指標、熱帶氣旋加強和減弱的指標等等。這些預報指標已由定性指標向定量指標發展，並有局部海域的定量指標。此外，還有為配合傳真天氣圖閱讀使用的各種估計風速的列線圖、近似波高和風級的關係表等。為了克服語言障礙,方便通信聯絡,世界氣象組織規定了適合航海實際的氣象電碼和圖上數字與符號的統一含義。船舶氣象情報的編譯,須按照國際船舶氣象電碼進行,各國船舶還另有各國自己的規定。船舶天氣圖，包括其傳真圖在內,它們與陸地氣象台站套用的天氣圖的區別:一是簡明得多；二是它的主要範圍在海洋上；三是限於圖面僅表現與航海關係密切的有關項目。不論是向船舶播發的傳真天氣圖,還是世界各港印發的船舶天氣圖,都是根據需要採用不同比例尺，目前通常採用的是1:20000000。為了航海者使用方便，圖的紙面不大於50×60厘米。船舶天氣公報是海洋氣象和水文部門有計畫地、定時地通過無線電台向船舶發布的有關天氣與海況情報。有關世界海洋氣象和水文部門的名稱、播送時間、頻率以及天氣公報的內容，世界氣象組織有專書出版。
航海氣象觀測及儀器
船舶在航行過程中主要觀測氣壓、風、氣溫、濕度，此外還觀測波浪和海霧等，以便對海洋氣象和水文部門提供的情報進行檢驗和訂正。有的船舶還常帶有為船籍國作順路觀測的任務。船上測定氣壓的常用儀器有水銀氣壓表和空盒氣壓表兩種。水銀氣壓表應垂直懸掛底艙內，並加裝平衡環，以減少震動，避免受直接通風、溫度劇烈變化和船舶搖擺的影響。氣壓讀數必須經過一系列的訂正後才能算作現場氣壓，這種訂正，水銀氣壓表比空盒氣壓表繁瑣，所以船上多採用空盒氣壓表。近年來製成船上專用的觀測風速、風向、氣溫和濕度的船舶氣象儀。它的感應部分安裝在駕駛台頂部開闊通風處，指示儀表安裝在駕駛台內，可直接讀取上述氣象要素值,既可測瞬時風速，也可測100秒內的平均風速。各種形式的查算表或計算盤等是查算真風用的。船舶觀測波浪、海霧的方法也比岸上的簡易。
船舶航行和氣象條件之間關係的規律
各類天氣系統如熱帶氣旋、溫帶氣旋等都有各自的天氣結構，在其範圍內的海面氣象要素值的分布也有各自的規律性。根據這種規律性，運用船舶沿途的氣象觀測值與海洋氣象和水文部門提供的廣大海洋上天氣系統配置及其動態，可以確定船舶在各類天氣系統中所處的部位，判斷海上霧的生消趨勢等，從而採取相應的航行方法；而且還可檢驗與訂正海洋氣象和水文部門的報告、預報、警報和傳真圖等。
熱帶氣旋
根據對船舶威脅的程度分為危險半圓、可航半圓和危險半圓中的危險象限。按照一定的方法判斷船舶所處部位（見船舶防台）。
發生在暖的洋面上，暖性結構
溫帶氣旋
可分為前部、暖區、後部。在前部，由遠及近常見的情況是，天空中出現捲雲，然後變為卷層雲，以後成高層雲，開始有小雨或小雪，接著變成雨層雲，落下連續性中雨、大雨或中雪、大雪。當大氣不穩定時,也會出現積雲和陣性降水，此時氣壓逐漸下降,風向偏東，離中心越近，風力越強。在暖區中，離中心稍遠的部位通常是少雲天氣，靠近中心處為層雲、層積雲；越靠近中心，雲越低，雲層越厚，並下毛毛雨，有時還有霧出現。當氣旋加深很快時，空氣上升作用加強，暖區中心附近有連續性降水。暖區中的風向在北半球偏南，在南半球偏北。在後部，由近及遠，風向轉為偏西。有時雲雨區比較寬廣,有時對流性雲及陣性降水區較窄,然後天氣迅速晴朗,氣壓逐漸呈現穩定上升。在北半球,中心北部的風向從前部往後部作反時針變化，中心南部作順時針變化。南半球溫帶氣旋的暖區頂端指向南方，其北部風向從前部往後部也作反時針變化，南部風向作順時針變化。根據上述溫帶氣旋區中的氣象要素值的分布規律，運用沿途各氣象要素觀測值的變化，即可確定船舶在溫帶氣旋區中的部位。
