海洋環(huán)境專題預(yù)報保障發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用

海洋環(huán)境專題預(yù)報保障一、概況二、大洋航線預(yù)報三、海上重大活動保障四、涉海工程預(yù)報服務(wù)五、結(jié)語國家及海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求科學(xué)調(diào)查海洋漁業(yè)海上航運海上安全軍事活動海上工程漁業(yè)船舶航行安全預(yù)報保障服務(wù)海警執(zhí)法海洋環(huán)境預(yù)報保障南極科考航行預(yù)報保障“蛟龍?zhí)枴鄙顫撈骱Ｔ囶A(yù)報保障服務(wù)北極科考航行預(yù)報保障海洋預(yù)報保障與服務(wù)MH370搜尋預(yù)報服務(wù)港珠澳大橋工程預(yù)報保障以需求為導(dǎo)向：面向公眾，面向經(jīng)濟，面向決策，面向國防海水浴場近海海島預(yù)報面向公眾濱海旅游度假區(qū)大洋航線專題服務(wù)海上油氣安全生產(chǎn)專題服務(wù)面向經(jīng)濟漁業(yè)生產(chǎn)安全保障專題服務(wù)重大涉海工程（港珠澳大橋）軍事保障專題服務(wù)面向決策海上活動（海上試驗、科考調(diào)查）面向國防找準(zhǔn)服務(wù)對象，提升服務(wù)水平，加強精細(xì)化預(yù)報和全球保障能力預(yù)報保障實施流程綜合保障會商數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)資料為基礎(chǔ)，

前后方會商為輔助，多種技術(shù)手段為支撐，現(xiàn)場預(yù)報結(jié)果為準(zhǔn)的點線面結(jié)合的綜合保障流程?，F(xiàn)場預(yù)報產(chǎn)品臨近短期中期人工主觀綜合預(yù)報

任務(wù)要求綜合預(yù)報保障團隊聯(lián)合會商機制資料傳輸

觀測數(shù)據(jù)季節(jié)變化局地特征

實況資料

數(shù)值產(chǎn)品結(jié)合天氣形勢分析高空/地面形勢要素觀測值國內(nèi)/外多家機構(gòu)確定性及概率產(chǎn)品輔助診斷信息一、概況二、大洋航線預(yù)報三、海上重大活動保障四、涉海工程預(yù)報服務(wù)五、結(jié)語中國的港口貨物吞吐量和集裝箱吞吐量均已居世界第一位；海洋運輸占到了中國對外進出口貨物中的90%；每天通過馬六甲海峽的船只中，約有60%是中國船只或是為中國運送貨物的船只；經(jīng)我國批準(zhǔn)的國際班輪已達926個航班，遍布全球105條航線；遠洋運輸業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀中國主要大洋航線分布圖

由于海洋運輸具有遠離大陸、航線漫長、海況惡劣、環(huán)境復(fù)雜等特點，在很大程度上受到水文氣象條件的約束和影響，容易發(fā)生船舶偏航或走錨、觸礁、擱淺和碰撞等事故。當(dāng)海上風(fēng)力增大到6級以上時，海難事故發(fā)生的次數(shù)將明顯上升；大風(fēng)大浪引起的船舶橫搖、縱搖、上浪等現(xiàn)象，易造成船體結(jié)構(gòu)受損、貨物移動，嚴(yán)重影響船舶安全；在近岸水域，海流和潮汐所造成的水深及流速的變化，也會對船舶航行安全造成顯著影響；海霧引起的低能見度是海上船舶發(fā)生碰撞事故的首要原因。惡劣天氣海況對船舶安全的影響浪潮流能見度海冰風(fēng)大洋航路海洋環(huán)境信息服務(wù)系統(tǒng)B/S架構(gòu)、C-map電子海圖背景底圖實時船位、歷史軌跡的查詢顯示功能風(fēng)、浪、流預(yù)報場動態(tài)演示功能大風(fēng)大浪區(qū)、熱帶氣旋警示功能計劃航線設(shè)置功能動態(tài)模擬航線軌跡功能一鍵生成航線上的風(fēng)、浪要素時間演變曲線國內(nèi)外重要港口、近、遠海航線預(yù)報查詢主要功能：利用船載客戶端實現(xiàn)面向船舶用戶的到船式預(yù)報服務(wù)客戶端數(shù)據(jù)請求定制及數(shù)據(jù)接收全球電子地圖背景顯示多種預(yù)報產(chǎn)品數(shù)據(jù)接入及預(yù)處理船載客戶端離線顯示查詢預(yù)報要素場數(shù)據(jù)的查詢顯示功能1、定常（氣候）航線的綜合預(yù)報預(yù)報要素：天氣現(xiàn)象、海面風(fēng)向、風(fēng)力、浪向、浪高、能見度具有一定交互功能，可添加相關(guān)輔助信息2、面向定制航線的精細(xì)化預(yù)報服務(wù)

針對用戶的航行計劃（起航時間、航速、各個航路點與停留時間等），預(yù)報員對船舶位置的空間變化進行推測，并結(jié)合天氣系統(tǒng)的演變，得出船舶在某空間點位置上的氣象水文條件，給出未來某一時段內(nèi)航路上遭遇的天氣海況的要素變化預(yù)報。中海散運-航線航區(qū)綜合預(yù)報產(chǎn)品中國水產(chǎn)總公司航線預(yù)報向陽紅18航區(qū)預(yù)報產(chǎn)品張謇”號航區(qū)場預(yù)報產(chǎn)品緊密結(jié)合用戶需求開發(fā)航區(qū)航線預(yù)報產(chǎn)品復(fù)雜天氣情況組織會商提供答疑服務(wù)一、概況二、大洋航線預(yù)報三、海上重大活動保障四、涉海工程預(yù)報服務(wù)五、結(jié)語從1984年至今，已經(jīng)圓滿完成了35次南極科學(xué)考察和9次北極科學(xué)考察的預(yù)報保障工作。通過現(xiàn)場及后方預(yù)報員的密切配合，克服各種困難，出色地完成了氣象保障工作，得到了歷次考察隊的高度認(rèn)可，也得到了國家海洋局領(lǐng)導(dǎo)的好評。

南北極科學(xué)考察隨船預(yù)報保障17承擔(dān)科考期間各類保障任務(wù)：航區(qū)預(yù)報穿越西風(fēng)帶航線優(yōu)化設(shè)計直升機作業(yè)氣象監(jiān)測預(yù)報站區(qū)精細(xì)化定點預(yù)報船載設(shè)備的使用及維護：SeaSpace衛(wèi)星云圖接收系統(tǒng)船用自動氣象站GPS探空觀測設(shè)備FURUNOFax-30氣象傳真機海事衛(wèi)星新干線（BGAN）現(xiàn)場觀測與預(yù)報保障任務(wù)1818氣象保障手段的不斷進步資料單一，利用傳真圖主觀粗放式推演基于船載衛(wèi)星接受系統(tǒng)了解分析航區(qū)天氣系演變引進先進的預(yù)報平臺，實現(xiàn)導(dǎo)航式氣象服務(wù)隨船氣象觀測逐步規(guī)范化、業(yè)務(wù)化觀測要素不斷增多觀測時間頻次定時化數(shù)據(jù)質(zhì)量不斷提高西風(fēng)帶穿行航線模擬對比及最優(yōu)路線規(guī)劃設(shè)計（1）國家標(biāo)準(zhǔn)《GB12763.3-2007海洋調(diào)查規(guī)范第3部分：海洋氣象調(diào)查》；（2）極地專項《極地海洋水文氣象、化學(xué)和生物調(diào)查技術(shù)規(guī)程》；（3）《中國云圖》；（4）《海冰觀測手冊》；（5）《極地走航海冰觀測圖集》。

北極：熱帶氣旋，溫帶氣旋、極地低壓（浮冰、海霧）南極：熱帶氣旋，局地強對流，西風(fēng)帶（40-60°S）氣旋、極地繞極氣旋、下降風(fēng)（浮冰、海霧）主要影響天氣系統(tǒng)：NOAA形勢場日本涌浪預(yù)報圖現(xiàn)場預(yù)報保障工作的實施澳大利亞涌浪預(yù)報圖NOAA涌浪預(yù)報圖衛(wèi)星云圖歐洲中心SLP預(yù)報圖西班牙地面形勢場1、收集預(yù)報資料

從澳大利亞出發(fā)時，根據(jù)收集到的歐洲、美國及澳大利亞等多個國家的海平面氣壓和涌浪預(yù)報資料，與船長協(xié)商后向考察隊提出建議航線！現(xiàn)場預(yù)報保障工作的實施2、研判航行海域天氣級海況形勢第31次南極科考保障第三次穿越西風(fēng)帶40°S65°S2015年1月20日00時UTC地面氣壓場實況涌浪場實況預(yù)報保障實例雪龍船自基督城（43.5°S）至浮冰區(qū)外緣（65°S），需要4-5天的時間。1航段2航段（1）1月20-23日，基督城至MacquaireIsland；（2）1月25-27日，MacquaireIsland至65°S；卸貨期間的預(yù)報保障工作（中山站、長城站）中山站卸貨時期：關(guān)注方面：氣旋、海冰與下降風(fēng)卸貨方式：1.直升機：是否產(chǎn)生降雪、風(fēng)速10m/s以下、結(jié)冰、是否有低云（云底高度？）、風(fēng)切變（大氣層是否穩(wěn)定）等。2.冰面卸貨：氣溫（潮汐裂縫）3.小艇卸貨：風(fēng)、涌影響中山站天氣特點：下降風(fēng)現(xiàn)象

夜間開始起風(fēng)（起風(fēng)速度很快），一般表現(xiàn)為偏東風(fēng)6-7級（陣風(fēng)8級）；上午減弱為5-6級，下午減弱為3-4級。

站區(qū)與雪龍船泊區(qū)會有明顯的差異，距離岸邊越近，下降風(fēng)作用越為明顯。試驗性應(yīng)用海區(qū)稀土作業(yè)區(qū)試驗性應(yīng)用海區(qū)硫化物熱液區(qū)5000米級海試區(qū)大洋礦產(chǎn)勘探區(qū)7000米級海試區(qū)試驗性應(yīng)用海區(qū)馬里亞納海溝1000米級、3000米級海試區(qū)2009年至今，完成7000米海上試驗和試驗性應(yīng)用階段各航次的海洋環(huán)境預(yù)報保障任務(wù):保障區(qū)域遍及南海、北太平洋和印度洋預(yù)報要素：海平面風(fēng)場、浪場，下潛點海面至海底流場等保障窗口：共成功保障800余天，150多次下潛，均圓滿完成各階段保障任務(wù)。蛟龍?zhí)栞d人潛水器預(yù)報保障下潛條件風(fēng)力小于4級，海況低于3級（浪高小于1.25米）5000米級海試：風(fēng)力小于5級，浪高小于2.0米7000米級海試：風(fēng)力小于6級，浪高小于2.5米南海：西南季風(fēng)、短時強對流、熱帶氣旋西北太：熱帶氣旋、短時強對流東北太：東北信風(fēng)、短時強對流印度洋：熱帶氣旋、西風(fēng)帶氣旋主要影響天氣系統(tǒng)：下潛作業(yè)過程1、潛水器布放2、下潛、作業(yè)、上浮3、潛水器回收預(yù)報保障實例東北太平洋5000米級海試期間中長期氣候態(tài)資料進行月、旬預(yù)測影響系統(tǒng)、變化趨勢短期綜合數(shù)值預(yù)報與實況資料1-3天主觀預(yù)報預(yù)報風(fēng)、浪要素確定下潛窗口臨近分析現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)風(fēng)、浪、衛(wèi)星云圖預(yù)報布放、回收窗口困難壓力：海況惡劣（浪高3.0米），到達后無法下潛；

海區(qū)預(yù)報資料匱乏且精度低。

航渡時間長、船舶無補給，隊員心理變化；一、概況二、大洋航線預(yù)報三、海上重大活動保障四、涉海工程預(yù)報服務(wù)五、結(jié)語海區(qū)公司名稱保障業(yè)務(wù)類型渤海中國渤海石油公司勝利油田埃爾夫-阿奎坦公司科麥奇日中石油株式會社英國BP公司菲利普斯公司阿帕奇公司

海洋鉆井平臺拖航海底管線鋪設(shè)導(dǎo)管架安裝港口建筑施工深海油氣（可燃冰）開采黃海英國BP公司東海德士古公司埃索公司麥休斯公司平湖油田項目春曉油田項目南海道達爾公司菲利普斯公司阿科特公司挪威東方公司海上油氣開發(fā)保障預(yù)報要素風(fēng)、浪天氣現(xiàn)象、能見度、氣溫等預(yù)報時效臨近預(yù)、警報（2小時）短期預(yù)、警報（3-5天）中長期預(yù)報（周、旬、月展望）預(yù)報區(qū)域單點、作業(yè)海區(qū)、航線預(yù)報手段數(shù)值預(yù)報為基礎(chǔ)應(yīng)用多種釋用方法精細(xì)化預(yù)報人工分析經(jīng)驗預(yù)報預(yù)報方法動力統(tǒng)計方法（多元線性回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）多模式集成方法開發(fā)集合預(yù)報模式的網(wǎng)格化產(chǎn)品港珠澳大橋鋼塔及島隧工程保障鋼塔島隧港珠澳大橋主航道鋼塔共3根，每根高約106米，自重約2600噸。基床整平施工工序復(fù)雜管節(jié)浮運接頭安裝水文氣象環(huán)境復(fù)雜臺風(fēng)、冷空氣、強對流基槽底部大流速異常波管節(jié)運動監(jiān)測14-16級8級43.5-54.9m/s>17.2m/s1.3m/s1.7m波高

風(fēng)浪下厘米位移測量對水文氣象環(huán)境要求苛刻耗時（小時）氣象海浪（有效波高：米）海流（平均流速：米/秒）支航道3-4風(fēng)力<5級能見度>3公里<0.80.4浮運航道2-30.8橫移區(qū)1-20.6轉(zhuǎn)向區(qū)0.5-10.4系泊4-50.8沉放6-10風(fēng)力<6級0.4（整層）對接4-100.4（整層）保障需解決的問題沉管安裝對接保障系統(tǒng)無先例除概率預(yù)報外，異常波預(yù)警業(yè)務(wù)尚無先例外海深水超大沉管水下毫米級的振動幅值測量無先例小區(qū)域長歷時高精度作業(yè)窗口管理系統(tǒng)尚為空白開展保障專題研究解決沉管安裝環(huán)境風(fēng)險問題外海沉管安裝作業(yè)窗口選擇小區(qū)域長歷時高精度作業(yè)窗口管理系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用深基槽水流動力機理研究及對沉管安裝的影響外海沉管安裝對接窗口預(yù)報系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用珠江口異常波預(yù)警系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用—15天氣候背景分析（分析滿足施工海洋氣象要求的概率）—10天影響作業(yè)時段的天氣系統(tǒng)發(fā)展趨勢分析—5天加強預(yù)報研判、前后方會商，確定影響系統(tǒng)，判斷大致風(fēng)力、大浪情況—3天根據(jù)短期預(yù)報結(jié)果，增加會商次數(shù)，開始沉管作業(yè)期風(fēng)、浪、流等要素的精細(xì)化預(yù)報—1天加強短期預(yù)報+短時雷雨大風(fēng)出現(xiàn)的概率預(yù)報0天24小時全天候值班，每30分鐘向總經(jīng)理部及Ⅴ工區(qū)領(lǐng)導(dǎo)匯報，密切監(jiān)測短時雷雨大風(fēng)的發(fā)生。提前15天：項目部“沉管浮運安裝準(zhǔn)備工作協(xié)調(diào)會”提前5天：沉管浮運安裝過程海洋環(huán)境窗口研討會提前3天：沉管浮運安裝工作計劃及海洋預(yù)報會商提前1天：沉管浮運安裝確定及海洋環(huán)境預(yù)報會商建立保障流程內(nèi)容精細(xì)化氣象海洋觀測無縫隙天氣預(yù)報高分辨率氣象海洋數(shù)值預(yù)報1小區(qū)域長歷時高精度作業(yè)窗口管理系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用試驗槽無縫隙天氣-氣候預(yù)報小區(qū)域長歷時海洋預(yù)報精細(xì)化氣象-海洋觀測窗口問題精細(xì)化氣象海洋觀測

多種要素時空高頻長期實時無縫隙天氣-氣候預(yù)報氣候背景概率/數(shù)值預(yù)報集合預(yù)報小區(qū)域長歷時海洋預(yù)報參數(shù)化網(wǎng)格嵌套作業(yè)窗口1.1

精細(xì)化氣象海洋環(huán)境觀測11.5km站點布置密施工海域共4個海流浮標(biāo)，平均每3km一個2個氣象站和2個波潮儀觀測頻率高波面觀測0.5秒、氣象觀測6秒海流觀測5分鐘、海浪觀測5分鐘觀測要素多風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、降雨量、能見度潮位、流速、流向波高、波向、周期1.2無縫隙天氣氣候預(yù)報基于氣候統(tǒng)計分析、天氣系統(tǒng)分析、數(shù)值預(yù)報和臨近預(yù)報等，研制一套無縫隙天氣預(yù)報技術(shù)，制作0-15天海洋與氣象預(yù)報產(chǎn)品，為基槽鋪設(shè)、管節(jié)浮運、沉放等提供精細(xì)化“水文氣象窗口”。沉管準(zhǔn)備工作大窗口制定安裝對接窗口沉管安裝氣候統(tǒng)計分析提供月時間尺度的氣侯背景

和趨勢預(yù)測天氣系統(tǒng)形勢提供1-2周的環(huán)流形勢分析集合數(shù)值預(yù)報提供1-7天內(nèi)的氣象變量預(yù)報提供未來0-48小時風(fēng)速、降水和

溫度預(yù)報臨近預(yù)報技術(shù)7月，菲東洋面熱帶云團活躍。10日啟動E11預(yù)報保障12日1409號熱帶風(fēng)暴“威馬遜”編號18日1410號熱帶風(fēng)暴“麥德姆；“威馬遜”為超級臺風(fēng)23日：強臺風(fēng)“麥德姆”登陸臺灣E11沉放安裝中、短期預(yù)報了超強臺風(fēng)“威馬遜”的路徑以及強度，17-18日的氣象海浪條件允許塢門打開，20-22日風(fēng)力小于4級，滿足E11施工條件。預(yù)判10號強臺風(fēng)“麥德姆”生成時間，路徑偏東、距離施工區(qū)較遠，氣象條件滿足E11后續(xù)安裝的要求。趨勢預(yù)測2014年7月中旬臺風(fēng)頻發(fā)，菲律賓以東洋面熱帶