摘要：本文主要探討研究了影響渤海海域海船航行安全的海洋環(huán)境因素，結(jié)合渤海特殊的地形地貌特征，總結(jié)了成山頭及渤海海域的海流、潮汐、風(fēng)浪和涌浪的分布特征及變化規(guī)律，系統(tǒng)分析了渤海海域大風(fēng)的天氣氣候特征和引起渤海大風(fēng)浪的主要天氣系統(tǒng)。從航海安全需要方面系統(tǒng)分析了成山頭海域附近及渤海海域的地形地貌特征，風(fēng)、浪、流、潮汐及風(fēng)暴潮等環(huán)境因子的分布狀況和變化規(guī)律。

關(guān)鍵詞：成山頭海域；航行安全；海洋環(huán)境；天氣系統(tǒng)

中圖分類號：U676.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Ship’s Safety and Security in Severe Weather around Chengshan Waters

SHEN Si lin，LU Dan

(Shanghai Maritime Academy Shanghai 200120，China)

Abstract:This article mainly discusses the impact of the Bohai Sea’s environmental factors on ship’s safety， and also describes the geomorphologic features of the Bohai Sea; summarizing the distribution and variation of Currents， tides， waves and surge around Chengshan waters; analyzing the climate characteristics of the Bohai Sea and big waves caused by major weather systems.

Key words:Chengshan waters；Navigation safety；Marine environment；the weather system

近年來中國船舶的數(shù)量大幅度增加，年增長率達(dá)到16.5%，而海上氣象服務(wù)越來越得到船東和承運人的重視，海洋氣象預(yù)報的準(zhǔn)確性好壞、海洋災(zāi)害性天氣的強烈作用，直接影響到船舶的航行安全、經(jīng)濟(jì)效益和海洋的環(huán)境保護(hù)。特別在成山頭附近海域的船舶在災(zāi)害性天氣頻繁發(fā)生的情況下保障船舶安全航行，船舶能正確地利用這些資料，并對這些資料的分析和研究，對海洋航行的船舶的安全性有了保障。研究成山頭海洋災(zāi)害性氣象要素，大風(fēng)、大浪和海霧對船舶安全的影響歷來受到航海者的重視造成船舶的碰撞、觸礁和擱淺等海上事故。

1災(zāi)害性天氣與船舶安全航行的關(guān)系

2004年2月2日，載有近1400人的埃及“薩拉姆98”號客輪在紅海海域沉沒，釀成了震驚世界的重大海難。400多人生還，近800人失蹤。據(jù)悉，惡劣天氣是造成客輪沉沒的主要因素。這次海難再次引起了各國政府對船舶航行安全的高度關(guān)注。加強影響船舶航行安全因素分析及對策研究，確保船舶航行更安全，成為海事部門面臨的重要課題。

船舶安全一直是航運界非常關(guān)注的問題，長期以來，世界各海運國家在船舶安全方面做了大量工作。然而，隨著近年來航運業(yè)的快速發(fā)展，全球范圍內(nèi)的船舶碰撞、擱淺、火災(zāi)、爆炸、污染等事故屢屢發(fā)生，并造成了嚴(yán)重后果。綜合分析這些事故，可以發(fā)現(xiàn)，影響船舶航行安全的因素主要有人為因素、船舶因素和環(huán)境因素三方面。

1．1人為因素

人為因素主要是船員的誤操作、責(zé)任心不強或人員素質(zhì)不高等造成的事故。人為因素主要表現(xiàn)為人的心理、生理、行為能力等方面存在缺陷或問題，導(dǎo)致事故的發(fā)生成為可能。駕駛員還必需具備一定的航行經(jīng)驗。STCW公約對船員發(fā)證時要求必需具備一定的海上服務(wù)資歷。

1．2船舶因素

船舶因素包括船舶本身和船舶管理兩方面。船舶質(zhì)量、船舶適航是船舶安全航行的前提。當(dāng)然，船舶自身因素還包括機(jī)艙各種消防和救生、機(jī)械電氣設(shè)備、安全措施、駕駛室的導(dǎo)航設(shè)備及各種自動化系統(tǒng)等是否正常運行等。通過強化公司的內(nèi)部管理和船舶的安全管理加以控制。

1．3環(huán)境因素

環(huán)境因素是指天氣、海況、水域等。也包括船舶自身環(huán)境。影響海運安全的氣象海況條件包括海霧引起的低能見度、風(fēng)浪（海浪）、洋流和潮汐等。其中海浪和霧對航行船舶影響最大。海上是自由選擇航路的水域，但海域航道寬度、航道深度、航道彎曲角度、航道交叉狀況等對海運安全有一定的影響。海域交通環(huán)境因素也非常重要。海域船舶交通流量、海域通航秩序是衡量海域交通環(huán)境的重要指標(biāo)。

2成山頭及附近海域災(zāi)害性的海洋環(huán)境分析

成山頭及渤海海域的主要災(zāi)害性天氣有寒潮、大風(fēng)、熱帶氣旋、龍卷風(fēng)及海霧等。由其引起各類的海況，如潮汐和風(fēng)暴潮、海浪、海流和海冰，其中海冰在成山頭及渤海海域影響比較小。但主要的是：潮汐和風(fēng)暴潮、海浪。

2．1成山頭及附近海域災(zāi)害性的海況要素

成山頭及渤海海域災(zāi)害性海況的形式多種多樣，有大范圍的和局部性之分，有周期性和非周期性之別，還有規(guī)則的和雜亂無章之異。歸結(jié)起來，主要有潮汐和風(fēng)暴潮、海浪、海流以及海水混合等幾方面。

2．1．1風(fēng)暴潮

風(fēng)暴潮也叫“氣象海嘯”或“風(fēng)暴海嘯”。風(fēng)暴潮能否成災(zāi)，在很大程度上取決于其最大風(fēng)暴潮位是否與天文潮高潮相疊，尤其是與天文大潮期的高潮相疊。當(dāng)然，也決定于受災(zāi)地區(qū)的地理位置、海岸形狀、岸上及海底地形，尤其是濱海地區(qū)的社會及經(jīng)濟(jì)情況。如果最大風(fēng)暴潮位恰與天文大潮的高潮相疊，則會導(dǎo)致發(fā)生特大潮災(zāi)，1992年8月28日至9月1日，受第16號強熱帶風(fēng)暴和天文大潮的共同影響，我國東部沿海發(fā)生了1949年以來影響范圍最廣、損失非常嚴(yán)重的一次風(fēng)暴潮災(zāi)害。風(fēng)暴潮、巨浪、大風(fēng)、大雨的綜合影響，使南自福建東山島，北到遼寧省沿海的近萬公里的海岸線，遭受到不同程度的襲擊。由此可見，風(fēng)暴潮是異常兇猛的自然災(zāi)害。加強風(fēng)暴潮的觀測與研究，提高風(fēng)暴潮的預(yù)報準(zhǔn)確率，對防潮抗災(zāi)具有重大的意義。

2．1．2海浪

船舶安全與海浪有著密切的關(guān)系。只有對海浪、船舶以及它們之間的關(guān)系有了比較清楚的認(rèn)識，才能在航海實踐中有效的利用海浪的方法來指導(dǎo)我們的航海實踐，保證船舶的安全。

冬季因偏北風(fēng)持續(xù)時間長，風(fēng)力大，影響范圍廣，大浪、大涌（指波高≥2m）頻率都較高。大浪、大涌頻率均在20％以上。特別是濟(jì)州島以南形成大浪、大涌帶，頻率在30％以上，并出現(xiàn)石島以南。夏季偏南季風(fēng)風(fēng)力弱，持續(xù)時間短，大浪、大涌頻率較低，一般在15％以下。但在熱帶氣旋發(fā)展和經(jīng)過的海域，大浪、大涌頻率增大。成山頭及渤海海域年平均波高0.5～1.0m。

熱帶氣旋和寒潮影響下，成山頭及渤海海域最大波高達(dá)8～10m。黃海中部年平均波高1.3m，涌浪波高1.7m，熱帶氣旋入侵時最大波高可達(dá)7～8m。黃海南部，年平均風(fēng)浪波高1.0m，涌浪波高1.3m。5～6月和9～10月為黃海海浪最小時期，海面比較平靜。

2．1．3海流

渤海、黃海的海流，總的來看有兩大流系—外海流系及沿岸流系。兩大流系的消長構(gòu)成了渤海、黃海、東海的環(huán)流。外海流系由黑潮及其分支—臺灣暖流、對馬暖流及黃海暖流組成，因它給本海區(qū)帶來高溫、高鹽的大洋水，故有外海流系之稱。沿岸流系由江河入海的徑流、春季融冰以及盛行季風(fēng)所產(chǎn)生的風(fēng)海流等組成。流動范圍主要在中國沿岸和朝鮮半島西岸。

2．2成山頭及附近海域災(zāi)害性氣象要素

多年常見的和特有的大氣物理現(xiàn)象和變化過程。成山頭及附近海域災(zāi)害性天氣可以概括為三大類：一是鋒面氣旋或氣旋族所帶來的狂風(fēng)惡浪天氣；二是大范圍長時間的濃霧天氣；三是局部海域冰情嚴(yán)重。

2．2．1鋒面氣旋或氣旋族所帶來的狂風(fēng)惡浪天氣

形成和活動于成山頭海域附近及渤海海域的氣旋大都是和鋒面相結(jié)合的氣旋，即鋒面氣旋。這種鋒面氣旋常常不是單個地產(chǎn)生，有時會在一條鋒線上出現(xiàn)一連串的氣旋，沿鋒線順次移動。

就整個成山頭海域附近及渤海海域而言，鋒面氣旋或氣旋族的天氣現(xiàn)象以冬、春季節(jié)最為盛行，這時鋒面氣旋或氣旋族的強度大、頻率高、受影響的范圍廣；相對來說，在夏秋季，鋒面氣旋或氣旋族出現(xiàn)較少，且位置偏北。影響成山頭海域附近及渤海海域的鋒面氣旋或氣旋族主要來自歐亞大陸、中國沿海。甚至影響到成山頭海域附近及渤海海域，造成惡劣的天氣現(xiàn)象，大多數(shù)情況下都有鋒面霧產(chǎn)生，因此在這一區(qū)域航行的船舶，能見度會很差。

成山頭及渤海海域海區(qū)冬季大風(fēng)天氣和雨雪過程都與冬季風(fēng)的爆發(fā)相聯(lián)系。冬季多盛行偏北風(fēng)，6級以上的大風(fēng)日數(shù)，成山頭及渤海海域中部一帶平均每年為50-60天，遼東灣和萊州灣為60-80天，成山頭及渤海海域海峽一帶為80-100天。

2．2．2成山頭及渤海海域發(fā)生濃霧

成山頭及渤海海域海霧主要出現(xiàn)在4～7月，東部（包括成山頭及渤海海域海峽）海霧較多，西部較少。西部沿岸年平均霧日5～13天；海峽地區(qū)15～37天/年，尤以海峽中部為最，霧日多達(dá)74天/年。成山頭及渤海海域的海霧的特點具有：

濃度大和厚度厚，特別是在海上出現(xiàn)海霧時，水汽充沛，霧滴濃密，有時伴有毛毛雨。嚴(yán)重影響船舶駕駛?cè)藛T的正常了望、物標(biāo)定位和天體定位。

海霧在一天中任何時刻都可形成或消散，在沿岸的平流有明顯的日變化，一般早晚濃，中午前后濃度一般較稀，而在大洋中的海霧，其生成的時間及濃度沒有明顯的日變化。

持續(xù)時間較長，在該海域所形成的海霧，持續(xù)時間一般都在2—3天，有時達(dá)4天。

水平范圍廣，通?？蛇_(dá)數(shù)百，甚至數(shù)千公里，形成大片的霧區(qū)。1988年6月10日一次海霧使整個黃海海域籠罩在同一片霧中。隨風(fēng)漂移，常伴有較多的層云，并向下風(fēng)方向擴(kuò)展。當(dāng)條件適當(dāng)時，海霧可以登陸并會深入內(nèi)陸幾十公里。

成山頭及渤海海域海霧的時間分布和地理分布為：中國近海是太平洋上多霧海區(qū)之一，從冬季到夏季，中國近海的霧逐漸北移，即：北起成山頭及渤海海域，南至北部灣，大致顯帶狀分布。霧區(qū)范圍和數(shù)量具有南窄、北寬，南少、北多的特點，南部寬度約100—200km，舟山群島一帶寬度將達(dá)400km左右，黃海在6—7月份整個海域幾乎都是霧區(qū)。

2．2．3成山頭及附近海域的幾種大風(fēng)天氣形勢

根據(jù)天氣分析預(yù)報實踐，我國常見的大風(fēng)有冷鋒后偏北大風(fēng)，高壓后部偏南大風(fēng)，低壓大風(fēng)，以及臺風(fēng)大風(fēng)和雷雨冰雹大風(fēng)等。臺風(fēng)大風(fēng)，雷雨冰雹大風(fēng)已在有關(guān)章節(jié)作了介紹，這里主要介紹其余三種大風(fēng)的特點和預(yù)報方法。

1）冷鋒后偏北大風(fēng)

冷鋒后偏北大風(fēng)，出現(xiàn)在冷鋒后高壓前沿氣壓梯度最大（等壓線最密集）的地方。這種大風(fēng)，春季最多，冬季和秋季次之，夏季最少。這種大風(fēng)多在春季出現(xiàn)，以我國東北、華北、華東等地區(qū)最為常見。出現(xiàn)偏南大風(fēng)時的氣壓場多是“南高北低”或“東高西低”的形勢。東北地區(qū)南部、成山頭及渤海海域和黃海北部出現(xiàn)偏南大風(fēng)的形勢為“南高北低”型；東部沿海出現(xiàn)偏南大風(fēng)的形勢為“東高西低”型。經(jīng)驗表明，當(dāng)高壓后部有強烈暖平流時，有利于產(chǎn)生偏南大風(fēng)。

2）低壓大風(fēng)

低壓大風(fēng)即在低壓發(fā)展加深時在低壓周圍氣壓梯度最大地區(qū)出現(xiàn)的大風(fēng)。在我國經(jīng)常出現(xiàn)大風(fēng)的低壓系統(tǒng)有東北低壓、江淮氣旋、東海氣旋等。在我國的東北地區(qū)，長江中下游、東海和黃海海面上，經(jīng)常出現(xiàn)低壓大風(fēng)。這種大風(fēng)，一年四季都有，但以春季最多，對航運、漁業(yè)生產(chǎn)影響很大。

低壓大風(fēng)的預(yù)報應(yīng)著重抓低壓的發(fā)展加深。因海上摩擦力小，這種大風(fēng)多在氣旋入海后出現(xiàn)，因此應(yīng)特別注意低壓入海后的動向。如果在預(yù)報時，低壓周圍沒有出現(xiàn)大風(fēng)，則需應(yīng)用形勢預(yù)報方法預(yù)報低壓未來的發(fā)展變化。若預(yù)報低壓發(fā)展加深，則應(yīng)預(yù)報有大風(fēng)。

2．3建立成山頭附近海域海霧和海浪預(yù)報方程：

2．3．1海域海霧預(yù)報方程：

Y=-19.6+0.165X₁-0.093X₂-0.022X₃+0.094X₄+0.37X₅

預(yù)報結(jié)果：預(yù)報有霧，歷史概括率為77%，預(yù)報無霧，歷史概括率為85%，其總歷史概括率為81%。用上述兩組方程進(jìn)行綜合預(yù)報，預(yù)報有霧，無霧，然后在預(yù)報有霧的情況下，區(qū)分輕霧和大霧，綜合作出無霧、輕霧、大霧的預(yù)報，其歷史概括率為：預(yù)報無霧：85%，預(yù)報輕霧：66%，預(yù)報大霧：68%；沿海海霧預(yù)報方程，選用1999年10月到2000年4月共計178個樣本，利用數(shù)值產(chǎn)品資料，優(yōu)迭預(yù)報因子，建立蘇北中南部沿海海霧MOs法預(yù)報方程：

Y=53.2-0.06X₁+0.056X₂-0.017X₃+0.0015X₄-0.0039X₅

式中X₁，X₂，X₃，X₄，X₅分別為地面氣壓850hPa的高度，溫度，溫度露點差，風(fēng)速?；貧w方程的信度通過0.5%以上的F檢驗。當(dāng)Y=O.5作為蘇北中南部沿海大霧指標(biāo)。其擬合率為90%。

2．3．2海域海浪預(yù)報方程

各種大風(fēng)浪中船舶安全性評估方法比較分析，利用船舶主要今數(shù)來表達(dá)耐波性指數(shù)進(jìn)而評估船舶的安全性。用簡明的數(shù)學(xué)關(guān)系式直接聯(lián)系起來船舶耐波性指數(shù)R與上述逐個參數(shù)間存在簡單的線性關(guān)系.經(jīng)過對20艘有代表性的艦船的計算分析，通過多元回歸法得到下式：

R=8.422+45.104Cwf+10.078C-378.465d/L+1.273C/L-23.501C-15.88750

歸納起來，大風(fēng)浪中船舶安全性的評估方法主要有以下幾種：

通過對重要單項指標(biāo)，諸如海浪高度，波長，周期，風(fēng)級和甲板淹濕等，來評估船舶安全性的方法有較高的實用價值.但是，考慮到船舶安全性的標(biāo)準(zhǔn)是諸多方面的，故此方法在考慮影響航海安全的因素方面似乎有些不夠全面。

3成山頭及渤海海域海洋災(zāi)害性天氣下船舶的安全航行

成山頭及渤海海域冬春季節(jié)氣候多變，海況惡劣，是災(zāi)害性事故多發(fā)時節(jié)。船舶冬季在海上航行，或多或少會遇到大風(fēng)浪或惡劣天氣，若采取的安全措施不當(dāng)，或船員操作失誤、機(jī)械設(shè)備故障、船體結(jié)構(gòu)失常、貨物積載綁扎不穩(wěn)等，都可能引發(fā)船舶碰撞、進(jìn)水、貨物移動乃至船毀人亡的重大惡性事故。

3．1大風(fēng)浪中船舶的航行安全

大風(fēng)浪是船舶安全航行的大敵.由于在大風(fēng)浪中準(zhǔn)備不足，操作不慎，處置不力導(dǎo)致船損人亡的案例屢見不鮮，但大風(fēng)浪也不是不可戰(zhàn)勝的，因其有自身的客觀規(guī)律性，我們在保證船舶具有足夠適航性的同時，將船舶本身具有的性能與當(dāng)時的外界風(fēng)浪條件協(xié)調(diào)起來，針對風(fēng)浪對船體的作用情況進(jìn)行良好的操船就可達(dá)到安全的目的。

3．1．1戰(zhàn)勝大風(fēng)浪的因素

在大風(fēng)浪中航行，船員必須牢牢掌握主動權(quán)。要樹立“人定勝天”的思想，爭取并充分利用一切的有利因素，努力避免船舶陷入被動而形成險局。保持良好穩(wěn)性，增強船舶抗傾覆能力。積載要合理，GM值要適當(dāng)。穩(wěn)性太小，恢復(fù)力矩就小，遇橫浪容易發(fā)生傾覆；穩(wěn)性太大，船搖擺劇烈，人容易疲勞，設(shè)備容易損壞，貨物容易移位。在操縱上要優(yōu)化航向、航速，不使船舶劇烈搖蕩，特別要防止船舶橫搖周期與波浪周期一致而引起諧振，加劇橫搖幅度的現(xiàn)象出現(xiàn)。

3．1．2防止大風(fēng)浪中調(diào)頭轉(zhuǎn)向

大風(fēng)浪中的船舶操縱，是指風(fēng)力在7、8級以上時的航行操作。船舶遭遇熱帶風(fēng)暴、臺風(fēng)以及強勁的東北季風(fēng)、西南季風(fēng)和局部惡劣氣候時，都會遇到這個問題。船舶在大風(fēng)浪中航行，無論與風(fēng)浪處于何種相對位置，都會給船舶帶來操縱上的困難。如何操縱才能確保航行安全，應(yīng)根據(jù)當(dāng)時的實際海況和本船的具體情況謹(jǐn)慎采取如下不同的航行方法。

要把握好調(diào)頭轉(zhuǎn)向的合適時機(jī)，根據(jù)波浪運動的規(guī)律，三、四個大浪之后會接著七、八個小浪，俗稱“三大八小”，此時海面相對比較平靜，這正是調(diào)頭轉(zhuǎn)向的好時機(jī)。

3．2霧航中安全航行

分析研究霧航中駕駛員、船長應(yīng)注意的問題．對于保證船舶霧中航行安全，預(yù)防事故發(fā)生具有重要的現(xiàn)實意義。霧中航行應(yīng)注意以下幾點：謹(jǐn)慎駕駛，熟練地運用雷達(dá)進(jìn)行導(dǎo)航和避讓；及時調(diào)整航線的離岸距離；在霧中航行不能單憑霧號的聲音大小或有無來判斷船舶航行安全情況；充分掌握雷達(dá)和ARPA的性能，并合理運用；成山頭及渤海海域的共同特點是船舶通航密度大、水域受限、風(fēng)流壓大、橫交渡輪和機(jī)帆漁船多。保持正規(guī)了望，正確使用雷達(dá)；嚴(yán)格采取各項霧航措施，執(zhí)行霧航規(guī)定，采用安全航速，以便對局面和碰撞危險作出充分的估算；嚴(yán)格遵守國際海上避碰規(guī)則，避免出現(xiàn)緊迫局面。

4結(jié)束語

本文在收集大量成山頭及渤海海域海洋環(huán)境資料的基礎(chǔ)上，從航海安全需要方面系統(tǒng)分析了成山頭海域附近及渤海海域的地形地貌特征，風(fēng)、浪、流、潮汐及風(fēng)暴潮等環(huán)境因子的分布狀況和變化規(guī)律。研究了能引起成山頭海域附近及渤海海域大風(fēng)的幾種主要天氣系統(tǒng)，總結(jié)出了造成成山頭海域附近及渤海海域大風(fēng)的幾種典型的天氣形勢。

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