海洋氣象預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的發(fā)展

海洋氣象預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的發(fā)展

文/白曉平，部隊(duì)氣象臺

海洋氣象預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)是各個(gè)國家發(fā)展的重點(diǎn)業(yè)務(wù)，本文主要針對常見監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，并探討海洋氣象預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的發(fā)展。

海洋氣象預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)；監(jiān)測技術(shù)；發(fā)展

海洋氣象預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)即為海上與岸上用戶提供必備的海洋水文資料與海洋氣象資料，在保證海洋作業(yè)安全性的前提條件下減少費(fèi)用開支，為了保證海洋氣象預(yù)報(bào)的質(zhì)量，各個(gè)國家都成立了專業(yè)化的服務(wù)機(jī)構(gòu)。如美國的OPC海洋預(yù)報(bào)中心、CPHC中太平洋颶風(fēng)中心、英國的的MCA海岸警備機(jī)構(gòu)。各個(gè)國家海洋氣象機(jī)構(gòu)承擔(dān)的并非單一的氣象預(yù)報(bào)，而是集齊多種內(nèi)容于一體的綜合性業(yè)務(wù)。

從廣義角度而言，海洋氣象監(jiān)測內(nèi)容包括海面以下、海－氣界面、海面以上大氣與相關(guān)環(huán)境要素組成，在海洋氣象預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中，占據(jù)著非常重要的地位。海洋氣象監(jiān)測業(yè)務(wù)的內(nèi)容有海洋氣象要素、海洋環(huán)境要素與天氣系統(tǒng)，監(jiān)測手段多種多樣。除了傳統(tǒng)的飛機(jī)探測、浮標(biāo)站、傳播探測技術(shù)之外，還有天氣雷達(dá)、海岸邊界層、自動氣象站、風(fēng)廓線儀等，這種全方位的監(jiān)測工作為海洋氣象預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的順利開展奠定了基礎(chǔ)。

1 常見監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

目前我國海洋氣象監(jiān)測工作主要由海洋氣象浮標(biāo)站、海島自動氣象站、岸基氣象觀測站、海上石油平臺組成。

海洋氣象浮標(biāo)站即根據(jù)海洋資源開發(fā)、水文氣象預(yù)報(bào)、科學(xué)研究需求發(fā)展而來的觀測平臺，屬于海洋氣象資料觀測的重點(diǎn)技術(shù)，浮標(biāo)包括錨系浮標(biāo)與漂流浮標(biāo)組成。

岸基氣象觀測站即對距離海岸線500m內(nèi)，定時(shí)進(jìn)行降水、風(fēng)速、氣壓、氣溫、表面輻射收支、海表溫度、海平面高度、碳通量、海況、潛熱通量的監(jiān)測，如果浮標(biāo)資料無法滿足監(jiān)測需求，則需要借助岸基臺站觀測技術(shù)。

在海洋氣象監(jiān)測系統(tǒng)之中，衛(wèi)星遙感觀測技術(shù)發(fā)揮著極為重要的作用，該種技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)海洋地基觀測工作中存在的不足，不僅可以提升資料的精準(zhǔn)性，還可以長期、穩(wěn)定的提供資料，在海冰、海霧、溫帶漩渦以及臺風(fēng)的監(jiān)測上，衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術(shù)都是一項(xiàng)必不可少的手段。在技術(shù)水平的發(fā)展下，合成孔徑雷達(dá)誕生，這是一種高分辨率、高方位的相干成像雷達(dá)，很多國家都在海洋衛(wèi)星上搭載了合成孔徑雷達(dá)，如日本PALSAR、歐洲ASAR、加拿大RADARSAT，主要觀測對象為海冰與海洋，可以獲取到海冰冰齡、水－冰邊界、海浪譜、冰山高度、海洋內(nèi)波等信息。

2 海洋氣象監(jiān)測的發(fā)展現(xiàn)狀與規(guī)劃

經(jīng)過了40余年的發(fā)展，我國的海洋氣象監(jiān)測網(wǎng)已經(jīng)初步形成，開設(shè)了關(guān)于海島氣象站、志愿觀測船、海上浮標(biāo)、海上石油自動觀測站、沿海氣象雷達(dá)在內(nèi)的監(jiān)測業(yè)務(wù)內(nèi)容，數(shù)據(jù)顯示，我國已投入運(yùn)行的海島自動氣象站數(shù)量已經(jīng)超過了200個(gè)。

在1988年我國成功發(fā)射第一顆氣象衛(wèi)星之后，我國目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全天候立體監(jiān)測，可以采用微波探測技術(shù)觀測出各類災(zāi)害性天氣，提供包括海面溫度、云分類、降水估計(jì)、沙塵暴、海洋水色、熱帶氣旋衛(wèi)星定位等內(nèi)容。但是就目前來看，我國氣象衛(wèi)星遙感水平與發(fā)達(dá)國家還存在差距，與國外產(chǎn)品相比而言，我國遙感技術(shù)還不夠健全，產(chǎn)品單一，精度還有待提升。在微波輻射計(jì)上，極化方式單一，無法全面獲取到具體的海面風(fēng)向信息，在下一階段下，還需要針對探測儀器的改進(jìn)、海洋遙感探測手段進(jìn)行改進(jìn)。

3 海洋氣象預(yù)報(bào)技術(shù)的發(fā)展

海洋氣象預(yù)報(bào)技術(shù)是以海洋模式、大氣為基礎(chǔ)，綜合主觀經(jīng)驗(yàn)采用的數(shù)值預(yù)報(bào)釋用方法，除了大氣數(shù)字預(yù)報(bào)模式之外，近年來誕生了多種新型預(yù)報(bào)模式，代表性的有風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報(bào)法、海浪數(shù)值預(yù)報(bào)法、海霧數(shù)值預(yù)報(bào)法、海洋污染物擴(kuò)散數(shù)值預(yù)報(bào)法。

以風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報(bào)法為例，該種方法由數(shù)字預(yù)報(bào)法和經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)法組成，經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)法多基于長期資料的觀測得出，需要采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法來建立經(jīng)驗(yàn)函數(shù)關(guān)系，可以準(zhǔn)確預(yù)報(bào)出臺風(fēng)強(qiáng)度、路徑、移速等資料。

在計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展下，數(shù)值預(yù)報(bào)方法得到了廣泛的應(yīng)用，在風(fēng)暴潮漫堤漫灘風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)、近岸海－潮汐－風(fēng)暴潮多項(xiàng)耦合數(shù)值預(yù)報(bào)方面，有著重要的作用。美國早在1972年就應(yīng)用了SPLA SH模式，在80年代，又拓展了SLOSH模式，在防災(zāi)減災(zāi)中，發(fā)揮著重要作用，該種模式逐步在世界范圍中得到了推廣。我國數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)在20世紀(jì)80年代開始得到了相當(dāng)迅速的發(fā)展，至20世紀(jì)末國家海洋局國家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心先后建立了高分辨率的覆蓋中國沿海的業(yè)務(wù)化風(fēng)暴潮—天文潮耦合數(shù)值預(yù)報(bào)模式、高分辨率多重嵌套網(wǎng)格的風(fēng)暴潮漫灘數(shù)值預(yù)報(bào)模式。

在未來階段下，海洋氣象預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的發(fā)展會以服務(wù)能力、科技水平作為支撐，遵循“安全氣象”、“公共氣象”以及“資源氣象”的原則，以服務(wù)需求為主要導(dǎo)向，重視科技的創(chuàng)新，建立基于格點(diǎn)化的海洋氣象精細(xì)化預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)，有效延長預(yù)報(bào)時(shí)效，逐步提高海洋預(yù)警和服務(wù)能力。

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