恶劣天气系统分析与航海安全对策讲解

第一部分恶劣天气系统分析与航海安全对策1.1 变性台风及船舶避离措施0引言2001年9月28日下午，中远集运公司所属的集装箱班轮“荣河”轮离韩国某港驶往北美西海岸。

该轮满载出口，甲板上有五层高重箱。

为保障航行中船货安全，要求途中风力、风浪小于7级，涌浪低于3m。

启航前该轮向中央气象台导航中心(下称中气导)提出气导申请，要求尽可能提供最小风浪航线。

根据当时的天气系统演变和中期天气形势分析，考虑到时逢季节转换，北太平洋温带气旋日趋活跃，气旋串尺度有时可伸到中太平洋。

中气导认为，如果采用大圆航法，势必将置“荣河”轮于气旋中心所在的纬度，因此建议该轮经津轻海峡恒向线航行到45 N 118 E，然后再恒向线至目的港。

荣河”轮出津轻海峡后不久便遇到了较强的风暴系统。

然而这个风暴并不是普通的低压系统，而是由0119号台风利奇马(LEKIMA)演变成的温带气旋。

为便于区别我们称之为变性台风。

一般来说，台风进人西风带以后大多减弱消失，少数在冷空气激发下重新发展，但强度弱、生命史短。

能发展到中心气压低于1000hPa，有闭合等压线环流，生命史超过48h 的变性系统则非常少见。

“荣河”轮遇到的利奇马变性台风确是罕例之一。

为此，下面将对这类天气系统的气候规律作一概略性论述，并试图寻求一些船舶避离措施。

1变性台风的气候规律1．1出现频率变性台风来源于热带系统，发展于中纬度．是一种特殊的海洋温带气旋。

它出现的频率非常低，在我们普查的20年3000多个北太平洋温带气旋中，变性台风有103例，占3 4％，年平均只有5 3个。

I．2时间分布变性台风频率虽低．但时间分布却非常集中，集中出现在8、9、10三个月。

图1是月平均分布曲线。

可以看出，这三个月的机率都在 1 2个以上。

8月份最多，l 45个。

4～7月和11月份曲线陡然下降，平均只有0 2个。

12月到来年3月，由于台风本身的数量已很少，而且只活动在低纬度洋面上．所以这四个月没有变性台风出现。

不难看出，变性台风与普通海洋温带气旋因起源和生成条件不同，所以出现的季节截然相反。

变性台风出现在暖季，这正是一般海洋温带气旋的衰弱期。

在时间分布的密集性上差别就更为突出：普通气旋的高峰期在12～2月，频率占33％；变性台风在8～10三个高峰月，频率高达76％。

夏季6～8月虽然是海洋温带气旋的淡季，强度弱数量少，然而所占比例也有17％之多；变性台风则不然，在其衰弱期冬季为0％。

这一统计数字给了我们一个重要提示：即使在暖季．也不能忽略对海洋温带气旋的监视。

来自于低纬度的热带气旋往往在冷空气激发下强烈发展，就像2001年10月初，“荣河”轮在日本以东遇到的变性系统一样。

因此在船舶海E航行期间，对转向台风殛一切进入副高北侧的热带低值系统都要给以密切的关注。

1．3强度特征通常人们对台风的发生发展和路径变化非常重视，然而一旦台风减弱为低气压就不那么在意了。

实际上，热带低压还有一定的残存势力，其内部对流性结构和小型海龙卷对在航船舶仍构成威胁。

由于那时不再有来自干陆地的台风警报广播，系统的尺度叉很小，实况天气图上找不到踪影，所以在此特别提请船长注意。

至于热带低压在冷空气入侵后的发展情况人们就更少关注了。

事实上，这些变性台风可以发展到很强的强度。

在统计的103例中，最大风速都超过了20m／s，有的近40m/s，达到了台风的强度。

中心气压都降到了980hPa以下，其中10％低于960hPa，成为最强类型的海洋温带气旋。

1 4地理分布我们将变性台风中心气压首次下降到1000hPa的位置定为变性台风的生成位置。

图2是生成位置分布图。

可以看出，最大频数中心在千岛群岛东南方。

日本列岛频数也较高。

我国黄海南部有一个弱中心。

就纬度而言，最集中的纬度带是35。

N--45。

N，占63％。

往南到30。

N，往北到50.N频数较少，各占15％。

30。

N以南和50。

N以北的机率更步，只占7％。

由此可见．台风在30。

N以南时不易变性，只有越过30。

N进入中纬度锋区后才有发展为变性台风的可能。

这种演变绝大多数发生在130。

E以东，我国近海的机率很少。

台风越强．高空长波槽的经向度越大，变性点的纬度就越高。

个别台风直移到50’N以北才开始变性。

1 5移动路径由于变性台风主要发生在夏末秋初，东亚长波槽较弱并且位置偏西，所以他的移动路径大体分为两类：形成于我国东部沿海到日本的变性台风在槽前偏南气流引导下一般移人鄂霍次克海，少数穿过堪察加半岛进入白令悔西部；形成于日本列岛到160’E的变性台风在槽前西南气流引导下，一般移人白令海中西部，少数北上进入鄂霍次克海东部和堪察加半岛。

源地在160'。

E以东的少量变性台风因距离东亚长波槽较远，往往只受控于较活跃的巾太平洋浅高压脊，路径随脊的东移而东移，亦随脊的替换而呈南北摆动态式，但最终大多进入白令海东部和阿拉斯加湾，极少数消散在北美西海岸。

另外，170’E以西的变性台风如果恰逢北太平洋上空为纬向环流，在平直偏西气流引导下，也将呈现上述的路径特征。

1 6大风分布变性台风6级以上的大风区域与冷空气强度、锋而位置、周围天气系统的配置密切相关，所以风场呈不对称性和不均匀性特征。

统计表明，最大风速出现在变性台风东北部的机会最少，占9 8％；较少的是西北部，占12 6％；较多的是东南部，由于这一方位是强而稳定的太平洋高压区，它与变性台风之间形成了较强的气压梯度，因而大风机率高达28 6％。

变性台风的西南部冷锋活跃，气压梯度大．锋后常常是亚洲最强的地面冷高压，所以大风出现的几率最高达49％。

2船舶避离措施2.1建立气候概念任何事物都有其发生发展和消亡的内在规律，天气系统也不例外。

我们在每日实况天气图上看到的只是系统的瞬时图像，然而如果我们追踪它、研究它，并进而将视线扩展到千百个同类系统，就会发现它们的特征相似，并且遵循着共同的活动规律，这就是气候背景。

我们有了气候概念，那么再遇到同样的天气系统，其来龙去脉十之八九不会突破对它所认识的范畴，这也是笔者在文中用较大篇幅论述变性台风气候特征的目的所在。

它有利于船舶选择和制定适宜的气候航线或启用气象导航服务。

2 2了解系统的差异变性台风与温带气旋最大差异在于生成原因、出现频率、时空分布等。

在其发展过程中可与温带气旋视为同类系统。

为叙述方便以下统称为气旋。

气旋与台风的差异很大，主要区别在于：台风是低纬度热带系统，小尺度、暖心、有眼、无锋面，云系的螺旋结构紧密清晰，大风集中中心附近狭窄的地带里，环流及各种天气现象为准对称均匀分布；气旋是中纬度系统，中尺度，冷暖心热力结构，有时有眼但不明显，有冷暖锋面，云系密集而螺旋结构松散，环流及各种天气现象非均匀分布，大风主要出现在锋面附近及气压梯度大的区域，最大风速通常比台风小但范围非常广，6级以上大风区有时会覆盖半个洋面。

可以说，船舶避台风是避其眼，避其路径；遇气旋则更多的是与其周旋．避其强风强浪区，调整到7级以下风区航行，并根据气象实况灵活修正航线。

2．3注意气旋的突发性发展各种天气系统都有其固有的发展速度，或均匀或快速，唯独海洋温带气旋会经历突发性发展．称爆发性气旋．其触发机制至今不明。

据统计，北太平洋温带气旋中心气压加深率平均12h 6.0hPa，24h9.3hPa；在突发性发展阶段，加深率平均12h 12hPa以上，24h 24hPa以上。

强加深率必导致环流的气压梯度加大，而后梯度风加大。

冷空气的大量高速卷入会加强锋系结构，最后加强了整个系统。

这种爆发性气旋最常出现在日本北海道以东洋面，船舶应给以高度重视。

2．4气旋大风的具体避离以上三节多从宏观上、概念亡论述气旋大风的避离，下面具体谈几点避离措施。

(1)避气旋中心区。

该区风力不强但浪大，不同方向的浪叠加后使海浪不再成层排列而呈块状，像一座座小山布满海面。

(2)避锋面。

主要指气旋西南部，冷锋从横转竖作逆时针旋转，锋面附近气压梯度大，风大浪高且方向急转，船舶不易调控。

(3)避高低压之间的急风区。

主要指气旋东南部，它与太平洋高压间的梯度风随冷锋转竖而不断增大，风力往往超过气旋中心附近的强度，加上多为南风，这对纬向航行的船只颇为不利。

(4)选气旋东北侧。

大风机率最小，风区范围小，西行船还可获得顺风j吼浪。

(5)选气旋西北侧。

大风机率较小，风时短，因系统总体是东移的。

(6)选气旋中心附近的弱风区。

这一点得益于气旋比台风的螺旋结构松散，实况图上经常可以看到，气旋外围风力7级以上而中心附近不到6级。

东行船舶喜欢走气旋南侧以获得顺风顺浪，但有时为避中心驶离太远反而误人强风区。

这里给一组参考数据：中心区掌握在半径60㈣le，走南半圆的船只建议将航线调整到距中心60～180n mile范围，最远不超过240n mile，然后沿环流的切线方向航行。

3“荣河”轮避离利奇马气旋强风3．1天气系统演变台风利奇马于9月30日在东海减弱为热带低压，然后随中纬度低压向东北方向移动。

10月1日在日本海重新发展演变成温带气旋(变性台风)。

气旋生成后恰遇500hPa形势调整，太平详浅高压脊更替重建并快速东移。

这一调整使气旋呈现以下特征：第一，未发展成大洋长波系统，只是在主体低压外围旋转东移。

第二，路径曲折，1～3日，低压中心在第一个浅脊后西南气流引导下向东北移动；3～5日，在第二个浅脊前西北气流作用下向东南移动；5～7日，第二个浅脊并人东太平洋长波脊后经向度加大，气旋在西南气流引导下再次向东北移动。

第三，路径漫长，该气旋最终消散在阿拉斯加内陆。

源于日本列岛以西的变性台风行程如此之遥极为少见。

3．2船舶避离强风(1)9月30日～10月1日，根据台风将在日本海演变为温带气旋并向东北移动的预报，船长和中气导一致认为应改变出津轻海峡RL／45。

N180。

E的原航线，沿41. 5。

N正东航行以尽快拉犬与气旋中心的距离。

(2)0201Z，船舶位于41.5。

N156.6。

E，受气旋东环外围影响出现东风5--6级。

根据中央台0112Z数值预报，气旋将发展且路径曲折，预报位置为：0212Z／46。

N146。

E，0312Z／46。

N158。

E，0412Z／43。

N179。

WDSl2．Z／47。

N162。

W，0612Z／57N150。

W，路径呈波状。

这一预报使船舶既不能按计划RL／43。

N180。

E，又不能改向东南驶离低中心太远。

原因是，若RL／43。

N180。

E，到0412Z船将位于气旋中心区；若向东南行驶，改向104。

RL到38。

N175。

E，那么0300Z－0412Z，船舶将逐渐从气旋东南侧转入西南侧，距中心至少300nmile以上，可遇刊东南风转西南风7--9级，阵风10级，并将遭遇强横风。

为此中气导建议船长仍沿41. 5。

N东航，船长采纳了中气导意见，于0400Z行至41.23。