冬季北太平洋船舶航線選擇的影響因素分析及策略

覃志居+袁松才

摘 要：北太平洋跨洋航線是世界貨運(yùn)量最大的航線之一，海運(yùn)航線主要有遠(yuǎn)東--北美西海岸航線、遠(yuǎn)東--加勒比海和北美東海岸航線、遠(yuǎn)東--南美西海岸航線等，冬季主要受強(qiáng)冷空氣和溫帶氣旋的影響，而又以溫帶氣旋的影響尤為嚴(yán)重。本文通過分析北太平洋冬季產(chǎn)生的溫帶氣旋和爆發(fā)性氣旋的特征，以及高空阻塞高壓和高空環(huán)流的影響，指出冬季北太平洋跨洋航線的設(shè)計(jì)，應(yīng)該在氣候航線的基礎(chǔ)上，分析天氣形勢(shì)，結(jié)合中短期天氣預(yù)報(bào)，為橫跨大洋的船舶選擇一條安全和經(jīng)濟(jì)的航線。

關(guān)鍵詞：北太平洋 溫帶氣旋 爆發(fā)性氣旋 阻塞高壓 高空環(huán)流 航線設(shè)計(jì)

北太平洋遠(yuǎn)東地區(qū)至北美洲，加勒比海，南美洲西岸的航線設(shè)計(jì)通常有三種選擇，一是以約北緯49度為限制緯度的高緯航線，二是以北太平洋冬季載重線北緯35度為限制緯度的中緯航線，三是夏威夷島以南的低緯航線。夏威夷以南的低緯航線不受溫帶氣旋的影響，而在冬季，高緯航線和中緯航線的選擇，主要看溫帶氣旋和高空環(huán)流的影響。習(xí)慣上，航海者總認(rèn)為中緯航線天氣更好，更安全。其實(shí)不然，高緯航線或中緯航線的選擇，主要看溫帶氣旋，特別是爆發(fā)性氣旋和高空阻塞高壓的影響。

1.溫帶氣旋

溫帶氣旋，又稱鋒面氣旋，是活躍在溫帶中高緯地區(qū)的一種近似橢圓形的斜壓性的氣旋，常伴有大風(fēng)、暴雨、暴雪或其他強(qiáng)對(duì)流天氣和濃霧等惡劣天氣，有時(shí)近地面最大風(fēng)力可達(dá)10級(jí)以上。尺度一般比熱帶氣旋大，是冬季北太平洋最重要的天氣系統(tǒng)之一。溫帶氣旋是造成大范圍天氣變化的重要天氣系統(tǒng)之一，對(duì)中高緯度地區(qū)的天氣變化有著重要影響。

1.1影響北太平洋的溫帶氣旋

影響東亞及北太平洋鋒面氣旋的生成源地大體包括三處：蒙古、江淮地區(qū)和北方沿海地區(qū)。蒙古氣旋生成區(qū)一年四季均有生成，春季較多。江淮氣旋則春夏季較多，東移入海后改稱東海氣旋。東海北部、日本南部海域、黃渤海、日本海和千島群島附近洋面生成吃的氣旋，冬春兩季偏多。

1.2發(fā)展和移動(dòng)路徑

冬季，產(chǎn)生于蒙古中東部的氣旋主要是東移，和東北低壓合并后形成東北氣旋，繼續(xù)東移入海，加深發(fā)展，向東北移至阿留申群島附近洋面達(dá)到最強(qiáng)，然后減弱東移，消亡與阿拉斯加灣或北美大陸。江淮氣旋與東海氣旋先向東移動(dòng)發(fā)展，至日本南部洋面迅速加深，風(fēng)力可達(dá)10級(jí)以上，之后向東北移向阿留申群島，這條路徑上的氣旋對(duì)冬季北部太平洋的航線影響尤為明顯。沿海生成的黃渤海氣旋和日本海氣旋生成后東移發(fā)展加深，向東北移動(dòng)與千島群島氣旋合并繼續(xù)加深，移至阿留申群島達(dá)到最強(qiáng)，另一支先東移發(fā)展，然后轉(zhuǎn)向東北。

氣旋的強(qiáng)度一般用中心氣壓值來表示，在氣旋的生命史中，中心氣壓小于等于980hPa稱為強(qiáng)氣旋，981-1000hPa稱為中等氣旋，大于1000hPa則為弱氣旋。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1987-1996年冬季產(chǎn)生的東亞氣旋中，強(qiáng)氣旋的數(shù)量達(dá)到103個(gè)，平均每年達(dá)10個(gè)以上，而中等氣旋數(shù)量則達(dá)113個(gè)，平均每年達(dá)11個(gè)以上，如表1。中等氣旋和強(qiáng)氣旋在北部太平洋海域產(chǎn)生的大風(fēng)大浪，對(duì)船舶的航行安全影響巨大。

2.爆發(fā)性氣旋

當(dāng)氣旋發(fā)展速度達(dá)到24小時(shí)降低24hPa或12小時(shí)降低12hPa，就定義為爆發(fā)性氣旋，也稱“氣象炸彈”。此類氣旋是冬半年中高緯洋面強(qiáng)烈發(fā)展的溫度氣旋，平局風(fēng)速都在20m/s以上，有的可達(dá)40-60m/s，故又有“溫帶臺(tái)風(fēng)”之稱。北太平洋爆發(fā)性氣旋主要發(fā)生在140°E以東到170°W以西，35°N以北的洋面上，東亞大陸及鄰近海域很少有氣旋作爆發(fā)性發(fā)展，而在其東側(cè)的西北太平洋海面（35°-55°N，140°-170°E）是爆發(fā)性氣旋的高發(fā)海域，該區(qū)域是著名的黑潮暖流和親潮冷流交匯的地方，海溫梯度特別大，鋒面抬升作用強(qiáng)烈，大氣斜壓性明顯，這些因素為氣旋的爆發(fā)性發(fā)展提供了有利的條件。爆發(fā)性氣旋的移動(dòng)路徑與一般溫帶氣旋的移動(dòng)路徑基本一致。東移入海的氣旋和沿海生成區(qū)形成的氣旋，迅速發(fā)展加深，移動(dòng)路徑有兩支：一支向東北方向移動(dòng)并作爆發(fā)性發(fā)展，在阿留申群島附近洋面達(dá)到最強(qiáng)，然后減弱東移到阿拉斯加灣或北美大陸消亡；另一支主要東移作爆發(fā)性發(fā)展，然后向東北東方向移動(dòng)，在阿留申群島附近洋面或阿拉斯加灣達(dá)到最強(qiáng)，隨后減弱消亡。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1987-1996年西北太平洋海域共發(fā)生157個(gè)爆發(fā)性氣旋，其中冬季（12月至次年2月）共81個(gè)，平均每年達(dá)8之多，如表2。氣旋爆發(fā)前的中心氣壓并不很低，容易被航海人員忽視，而經(jīng)過12小時(shí)或24小時(shí)爆發(fā)后，氣旋迅速加深，強(qiáng)度迅速提高，且移動(dòng)速度仍然很快，有的移動(dòng)速度可達(dá)40-45節(jié)，使大洋中的船舶猝不及防，嚴(yán)重威脅船舶航行安全。

3.阻塞高壓的影響

在西風(fēng)帶長波槽脊的發(fā)展演變過程中，在脊不斷北伸時(shí)，其南部與南方暖空氣的聯(lián)系會(huì)被冷空氣切斷，在脊的北邊出現(xiàn)閉合環(huán)流，形成暖高壓中心，稱為阻塞高壓，是中緯度和高緯度地區(qū)大氣對(duì)流層中部和上部深厚的暖高壓。阻塞高壓一般出現(xiàn)在50°N以北，在55°-59°N緯度帶出現(xiàn)最多，維持時(shí)間平均為5-7天，有時(shí)可達(dá)20天以上，常呈準(zhǔn)靜止?fàn)顟B(tài)，有時(shí)甚至西退。在阻塞高壓區(qū)域內(nèi)，西風(fēng)氣流中斷，在阻塞高壓西側(cè)西風(fēng)氣流分南北兩支，繞過阻高重新匯合。阻塞高壓控制下的天氣多為持續(xù)的晴朗天氣，對(duì)北太平洋的跨洋航線影響重大。研究表明，當(dāng)北部太平洋白令海一帶維持一阻高時(shí)，太平洋中部的低壓路徑偏南，在北緯30°附近海域，大風(fēng)持續(xù)時(shí)間約5-7天，對(duì)船舶的安全航行和經(jīng)濟(jì)航行均產(chǎn)生不同程度的影響，相反，高緯地區(qū)的阿留申群島及白令海一帶海域卻風(fēng)浪較小，天氣狀況良好，呈風(fēng)力不強(qiáng)的持續(xù)東風(fēng)特點(diǎn)，西行船舶順風(fēng)順浪，可考慮高緯航線。

4.高空環(huán)流的影響

通過對(duì)大型天氣系統(tǒng)的演變過程進(jìn)行分析，了解高空環(huán)流形勢(shì)演變的情況，能比較準(zhǔn)確地判斷海面低壓路徑的中期預(yù)報(bào)。冬季北太平洋有一個(gè)明顯的流場(chǎng)特征，在千島群島以北海域高空500hPa圖上，有一強(qiáng)低渦，強(qiáng)西風(fēng)帶從日本北部一直向阿留申群島延伸，并且偏向于高緯度，而在中、高緯度附近則高氣壓相對(duì)較強(qiáng)。高緯地區(qū)低壓活動(dòng)頻繁，且強(qiáng)度很大，大風(fēng)浪天氣持續(xù)時(shí)間長，可達(dá)一個(gè)星期以上，有的時(shí)候受超強(qiáng)低壓的影響，狂風(fēng)惡浪天氣能持續(xù)十幾天。這種情況下，跨北太平洋航線不管西行或東行，都不應(yīng)選擇高緯航線，而應(yīng)選擇高壓控制下的中緯度航線，以策安全。

5.結(jié)束語

通過對(duì)冬季北太平洋海域天氣要素的分析，跨洋航行的船舶在選擇航線時(shí)，在參照習(xí)慣航線的基礎(chǔ)上，還要認(rèn)真研究當(dāng)時(shí)的天氣形勢(shì)和高空環(huán)流情況，準(zhǔn)確掌握短期和中期天氣預(yù)報(bào)，結(jié)合多方面天氣情況來設(shè)計(jì)航線。具體的講，在進(jìn)行航線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮以下幾點(diǎn)。一、若阿留申群島、白令海一帶高空維持一阻塞高壓時(shí)，可選擇高緯航線，縮短航程，還可避開太平洋中部可能存在的低壓大風(fēng)浪天氣，特別是西行船舶，可利用阻高東部穩(wěn)定的偏東風(fēng)氣流，順風(fēng)順浪；二、若在鄂霍次克海高空500hPa圖上，有比較強(qiáng)大的低渦，則強(qiáng)西風(fēng)帶從日本北部一直向阿留申群島延伸，這種形勢(shì)下，高緯地區(qū)海面一般受強(qiáng)大的低壓控制，狂風(fēng)惡浪天氣持續(xù)時(shí)間長，嚴(yán)重影響船舶的航線安全，跨洋航行船舶不應(yīng)選擇高緯航線，而應(yīng)選擇中緯度航線，雖然航程有所增加，但是船舶避開大風(fēng)浪海域，船速較高緯航線快，船舶航行既安全又經(jīng)濟(jì)；三、對(duì)于溫帶氣旋，應(yīng)注意接收天氣預(yù)報(bào)，密切關(guān)注氣旋的加深發(fā)展情況，提前準(zhǔn)好準(zhǔn)備，避開其大風(fēng)浪區(qū)。特別是對(duì)爆發(fā)性溫帶氣旋，要做到及時(shí)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，如果中心氣壓下降異常迅速，即使沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，也應(yīng)假設(shè)認(rèn)為氣旋正在經(jīng)歷或已經(jīng)經(jīng)歷了爆發(fā)性發(fā)展，船舶應(yīng)及早調(diào)整航線，避開爆發(fā)性氣旋。根據(jù)溫帶氣旋的風(fēng)浪分布特點(diǎn)，氣旋南側(cè)的大風(fēng)、大浪強(qiáng)于北側(cè)，其最大風(fēng)浪區(qū)一般在低壓中心西南偏南300～600海里范圍內(nèi)。船舶應(yīng)盡量在氣旋北側(cè)航行，西行船舶可借助偏順風(fēng)，提高船速，縮短與氣旋的遭遇時(shí)間；而東行船舶頂風(fēng)，船速降低，但是氣旋移動(dòng)速度較快，也能縮短與大風(fēng)浪遭遇的時(shí)間。

至于北太平洋西部海域冬季可能遭受的強(qiáng)冷空氣或寒潮天氣的影響，將在之后的學(xué)習(xí)中進(jìn)一步研究。

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