航海气象

应用气象知识为航海服务的技术学科

航海气象是应用气象知识为航海服务的技术学科。研究航海气象的目的在于充分利用有利的天气和水文条件，避离或克服不利的气象和水文条件，使船舶航行安全、省时、经济，对客船还应考虑旅客舒适，并使因灾害性天气造成的损失减小到最低限度。航海气象的主要内容有航海气象和水文图志；航海气象和水文情报；航海气象观测及仪器；以及船舶航行和气象条件之间关系的规律。

发展概况

航海前辈十分重视收集海洋气象和水文资料，总结海洋上的天气和海况的变化规律。中国明代张一厚所著中国沿海的航路指南《海道经》一书，专辑有海上天气歌谣。内容分占天、占云、占风、占日、占虹、占雾、占电、占潮、占海9类,按征兆预测天气演变，阐明气候的特点和规律，至今仍有意义。1805年英国人F.蒲福根据海面征象拟定风力等级,自0到12共分13个等级，被称为“蒲福风级”。1847～1852年美国人M.莫利根据远洋船舶记录风和流的资料，绘制成《北大西洋风和海流图》，使船舶横越北大西洋的时间大为缩短，开现代航路图的先河。1857年白贝罗发现根据风向判断高压和低压的中心方位的法则，被称为白贝罗定律（又称风压定律）：人背风站立，在北半球，低压中心在左前方，高压中心在右后方；在南半球，低压中心在右前方，高压中心在左后方。随着航海气象和水文研究工作的发展，各类航海图书中逐步充实了各种航海气象和水文资料。此外，详细论述现代航海气象和水文基本原理的专著，关于如何使用海洋天气和海况的报告、预报、警报、传真航海天气图和气象卫星云图等的著作，以及预报某些同航海有关的海洋天气和海况要素的著作，各航海国家相继出版。60年代以来，海洋气象和水文的观测技术不断改进。天气和海况在高速模拟计算机的实验，卫星气象数据释译的进展,天气与海况预报的完善,大西洋和太平洋中环境数据自动浮标的建立等等，都有力地促进航海气象和水文科学的发展。

水文图志

为航海服务的气象和水文图志种类繁多，有各大洋的波浪、海流、水质、大风及雾等的空间与时间分布图，各天气与海况要素的综合关系图，以及各种气象与水文的统计图等。较实用的图有描绘潮汐各要素的变化或分布状况的潮汐图，把同一时刻发生高潮或低潮的各点连接起来的某海区同潮时曲线图，描绘某海区各潮时潮流分布情况的图集，用流线或流矢描绘某海域不同季节表层流流向和流速的地理分布图，各大洋表层环流的地理分布图，近年出版的每月一张的北极冰况图和西北大西洋的冰况图等。这些图是拟订航行计划和保证安全航行的重要参考资料，也是分析预报海洋天气、海况的依据。航海海流图的编制方法有统计方法和分析方法两种。用统计方法编制海流图是把海流的速度和方向的多年平均值列入各种航海海流图中。由于只给出这些要素的几率值，因此常与实际情况有出入，特别是在近海或海峡中。用分析方法编制海流图是把各航区实际出现的海流（航海学上叫汇总流）分解成常定流、潮流和风海流在图上分别列出数据。应用这种图时要先查出常定流、潮流和风海流各分量，然后求出三者的合成量。这样计算出的汇总流，比用统计方法编制的海流图要符合实际得多。因此近年来大多数采用分析方法。船舶航行速度同汇总流的速度和方向有密切关系，因此，这方面的研究工作在航海气象和水文图志研究中占有重要地位。

水文情报

包括航海气象和水文报告、预报、警报和传真图等。是由海洋气象和水文部门提供的。航海气象和水文情报在文字上比陆上的更加简明扼要;传真天气图上天气系统的配置及其动态,则力求使航海者便于推测有关航线上或广大海区上的天气现象。已有许多专供航海者阅读传真天气图用的各类天气系统或天气的预报指标：锋、气旋、反气旋的移动和发展的指标、热带气旋加强和减弱的指标等等。这些预报指标已由定性指标向定量指标发展，并有局部海域的定量指标。此外，还有为配合传真天气图阅读使用的各种估计风速的列线图、近似波高和风级的关系表等。为了克服语言障碍,方便通信联络,世界气象组织规定了适合航海实际的气象电码和图上数字与符号的统一含义。船舶气象情报的编译,须按照国际船舶气象电码进行,各国船舶还另有各国自己的规定。船舶天气图，包括其传真图在内,它们与陆地气象台站应用的天气图的区别:一是简明得多；二是它的主要范围在海洋上；三是限于图面仅表现与航海关系密切的有关项目。不论是向船舶播发的传真天气图,还是世界各港印发的船舶天气图,都是根据需要采用不同比例尺，通常采用的是1:20000000。为了航海者使用方便，图的纸面不大于50×60厘米。船舶天气公报是海洋气象和水文部门有计划地、定时地通过无线电台向船舶发布的有关天气与海况情报。有关世界海洋气象和水文部门的名称、播送时间、频率以及天气公报的内容，世界气象组织有专书出版。

观测及仪器

船舶在航行过程中主要观测气压、风、气温、湿度，此外还观测波浪和海雾等，以便对海洋气象和水文部门提供的情报进行检验和订正。有的船舶还常带有为船籍国作顺路观测的任务。船上测定气压的常用仪器有水银气压表和空盒气压表两种。水银气压表应垂直悬挂底舱内，并加装平衡环，以减少震动，避免受直接通风、温度剧烈变化和船舶摇摆的影响。气压读数必须经过一系列的订正后才能算作现场气压，这种订正，水银气压表比空盒气压表繁琐，所以船上多采用空盒气压表。近年来制成船上专用的观测风速、风向、气温和湿度的船舶气象仪。它的感应部分安装在驾驶台顶部开阔通风处，指示仪表安装在驾驶台内，可直接读取上述气象要素值,既可测瞬时风速，也可测100秒内的平均风速。各种形式的查算表或计算盘等是查算真风用的。船舶观测波浪、海雾的方法也比岸上的简易。

规律

各类天气系统如热带气旋、温带气旋等都有各自的天气结构，在其范围内的海面气象要素值的分布也有各自的规律性。根据这种规律性，运用船舶沿途的气象观测值与海洋气象和水文部门提供的广大海洋上天气系统配置及其动态，可以确定船舶在各类天气系统中所处的部位，判断海上雾的生消趋势等，从而采取相应的航行方法；而且还可检验与订正海洋气象和水文部门的报告、预报、警报和传真图等。

热带气旋

根据对船舶威胁的程度分为危险半圆、可航半圆和危险半圆中的危险象限。按照一定的方法判断船舶所处部位（见船舶防台）。

发生在暖的洋面上，暖性结构

温带气旋

可分为前部、暖区、后部。在前部，由远及近常见的情况是，天空中出现卷云，然后变为卷层云，以后成高层云，开始有小雨或小雪，接着变成雨层云，落下连续性中雨、大雨或中雪、大雪。当大气不稳定时,也会出现积云和阵性降水，此时气压逐渐下降,风向偏东，离中心越近，风力越强。在暖区中，离中心稍远的部位通常是少云天气，靠近中心处为层云、层积云；越靠近中心，云越低，云层越厚，并下毛毛雨，有时还有雾出现。当气旋加深很快时，空气上升作用加强，暖区中心附近有连续性降水。暖区中的风向在北半球偏南，在南半球偏北。在后部，由近及远，风向转为偏西。有时云雨区比较宽广,有时对流性云及阵性降水区较窄,然后天气迅速晴朗,气压逐渐呈现稳定上升。在北半球,中心北部的风向从前部往后部作反时针变化，中心南部作顺时针变化。南半球温带气旋的暖区顶端指向南方，其北部风向从前部往后部也作反时针变化，南部风向作顺时针变化。根据上述温带气旋区中的气象要素值的分布规律，运用沿途各气象要素观测值的变化，即可确定船舶在温带气旋区中的部位。

海上雾生消趋势

航海上将雾分降水雾、平流雾.蒸发雾和辐射雾四种。各种雾各有其生消规律。将船舶沿途不同时刻所测得的露点温度和水温资料，分别以不同符号或采取不同的颜色，填绘在以纵坐标表示温度、横坐标表示时间的方格纸上，然后将同符号或同颜色诸点联结起来，便得两条曲线。根据这两条曲线之间的距离变化可判断海上雾生消趋势。无雾时，水温高于露点温度；当这两条曲线的间距越来越窄，遇雾的可能性就越来越大；当露点温度高于水温时,就出现雾。反之,当露点温度低于水温的间距越来越大，就不可能遇雾，如果有雾，它是雾消的迹象。

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