李駿++胡巧兒

【摘要】：近年來，岱山縣休閑漁業(yè)產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，對氣象保障服務(wù)的要求也越來越高，十分需要一款具有針對性、綜合性的專業(yè)氣象預(yù)報產(chǎn)品。通過對岱山休閑漁業(yè)7個海區(qū)的深入調(diào)研，基于模糊綜合評價法建立岱山休閑漁業(yè)綜合適航指數(shù)預(yù)報模型及產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用，并進行試預(yù)報分析。結(jié)果表明：指數(shù)預(yù)報模型能較好的描述各預(yù)報因子與適航指數(shù)之間的關(guān)系，能準(zhǔn)確的反應(yīng)當(dāng)日各作業(yè)海區(qū)船只的適航情況，在實際應(yīng)用中取得較好的效果。

【關(guān)鍵詞】：休閑漁業(yè)；指數(shù)預(yù)報；模糊綜合評價

1、 引言

隨著岱山縣休閑漁業(yè)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，對氣象保障服務(wù)的要求也越來越高。十分需要一款具有針對性、綜合性的專業(yè)預(yù)報產(chǎn)品。本研究通過對各漁業(yè)公司老板、作業(yè)人員的深入交流、調(diào)研，對各影響要素進行篩選，將主要影響因子引入指數(shù)預(yù)報方程，研究制作更精細、全面的綜合指數(shù)預(yù)報產(chǎn)品。通過對岱山休閑漁業(yè)7個海區(qū)的深入調(diào)研，基于模糊綜合評價法建立岱山休閑漁業(yè)綜合適航指數(shù)預(yù)報模型及產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用，并進行試預(yù)報分析。

2、 模糊綜合評價法

指數(shù)預(yù)報的等級判別是一個比較模糊的概念，該項目之前也沒有相關(guān)的研究和標(biāo)準(zhǔn)，各要素對其等級的界定難以量化[1]。考慮使用模糊綜合評價法，通過對各海區(qū)船長、船員及部分游客的調(diào)研，收集他們對各類氣象條件下船只的適航程度的主觀經(jīng)驗進行統(tǒng)計分析，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度原理將定性評價轉(zhuǎn)化為定量評價，最后根據(jù)計算結(jié)果確定具體指數(shù)等級劃分。

3、建立指數(shù)預(yù)報模型

3.1 調(diào)研

調(diào)研目的：

（1）了解休閑漁業(yè)從業(yè)人員對預(yù)報產(chǎn)品的需求，了解影響船只航行的主要氣象因素，建立模糊綜合評價模型。

（2）根據(jù)模型確立的各個要素，采用問卷調(diào)查獲取因素集與評價集的隸屬度和各因子間的權(quán)重關(guān)系。

（3）對各海區(qū)實地走訪，了解當(dāng)?shù)氐臍庀蟓h(huán)境特點。

（4）近海面人體舒適度方面的感受。

調(diào)研對象：休閑漁業(yè)公司負責(zé)人，主要船舶駕駛?cè)藛T，及部分游客。

調(diào)研結(jié)果：

綜合各方面的調(diào)研結(jié)果，確立主要的三個獨立的影響因子：災(zāi)害性天氣、船只航行因子、人體舒適度因子。

災(zāi)害性天氣：調(diào)研中，最受關(guān)注的是災(zāi)害性天氣，船只能否出航是整個旅游計劃開展的基礎(chǔ)?？紤]到災(zāi)害性天氣發(fā)生時作業(yè)船只無法出航，災(zāi)害性天氣的程度對生產(chǎn)作業(yè)的影響微乎其微。所以災(zāi)害性天氣的持續(xù)時間便成為影響的主要因素，可轉(zhuǎn)化為船只可出航時段的預(yù)報。因此，調(diào)研主要是針對災(zāi)害性天氣的種類和對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的討論。

確定災(zāi)害性天氣要素主要為大風(fēng)、大霧和暴雨，其中大風(fēng)和大霧的不可出航標(biāo)準(zhǔn)有相關(guān)文件規(guī)定，暴雨標(biāo)準(zhǔn)則是與各海區(qū)作業(yè)人員討論協(xié)商得出。各海區(qū)調(diào)研對象均表示在實際航行中，如果不伴隨大風(fēng)和低能見度天氣，僅降水對航行的影響較小，以小時雨量≥10mm為不可出航標(biāo)準(zhǔn)。

航行氣象因子，主要影響因子為風(fēng)力、能見度、雨量（即未達到災(zāi)害性天氣標(biāo)準(zhǔn)的要素值），風(fēng)浪由于與風(fēng)力有很強的正相關(guān)性，與風(fēng)力歸為一類討論。

人體舒適度因子，這方面研究比較成熟，擬采用已有的經(jīng)驗公式進行計算。

確立各主要影響因子后，采用問卷調(diào)查法確定各因素的權(quán)重和隸屬度，共計30份。調(diào)查對象主要為漁業(yè)公司老板、船只作業(yè)人員、資深游客、項目組成員。使用模糊統(tǒng)計法對結(jié)果進行統(tǒng)計[2]，可得到各要素具體數(shù)值對應(yīng)評價集的隸屬度表，如表1：

可出航時間 h 優(yōu) 良 一般 差

≤2 0.000 0.000 0.000 1.000

3 0.000 0.000 0.233 0.767

4 0.000 0.033 0.533 0.433

5 0.000 0.133 0.733 0.133

6 0.000 0.367 0.633 0.000

7 0.000 0.533 0.467 0.000

8 0.300 0.633 0.067 0.000

9 0.700 0.300 0.000 0.000

10 0.933 0.067 0.000 0.000

11 1.000 0.000 0.000 0.000

表1 可出航時間因子取值范圍及對應(yīng)評價集隸屬度表

3.2指數(shù)預(yù)報模型建立

根據(jù)調(diào)研結(jié)果，確立第一層因素集：

可出航時間：以小時為單位，當(dāng)相關(guān)要素達到災(zāi)害性天氣不可出航標(biāo)準(zhǔn)時，該小時不計入可出航時間，最大11h，即7時—18時。

航行因子：又分為風(fēng)力、能見度、降水三個第二層因子，建立第二層因子集：各要素值取自可出航時段內(nèi)各小時要素的平均值（風(fēng)速、能見度）或累計值（雨量）。

舒適度因子：使用經(jīng)驗公式計算[3]，公式如下。

K =1.88 ×T -0.55 ×（1.8 ×T -26）×（1 -U）-3.2 ×V1/2 +3.2

K 為舒適度指數(shù)， T 平均氣溫， U 是平均濕度，V 是平均風(fēng)速，皆取自可出航時段。

參考指數(shù)預(yù)報規(guī)范和實際服務(wù)需求，將指數(shù)預(yù)報分為四個等級，確定評價集如下：V={優(yōu)，良，一般，差}

對問卷調(diào)查獲取的權(quán)重結(jié)果加權(quán)平均得到第一層和第二層因素集所對應(yīng)的權(quán)重集，分別與U1、U2因子集對應(yīng)：

A1={0.55，0.31，0.14}

A2={0.45，0.29，0.26}

根據(jù)模式預(yù)報的要素值從相應(yīng)的要素隸屬度表中調(diào)取各因子的隸屬度，建立模糊關(guān)系矩陣R1和R2，其中R1為第一層關(guān)系矩陣，R2為第二層關(guān)系矩陣。

優(yōu)先計算第二層航行因素評價集的隸屬度A2·R2，結(jié)果代入R1后計算得到各因素對評價集的隸屬度B=A1·R1，求得模糊綜合評價結(jié)果 B=，最后根據(jù)最大隸屬度原則，取取其中最大值對應(yīng)的評價結(jié)果作為適航指數(shù)等級。endprint

4、指數(shù)預(yù)報應(yīng)用

4.1資料介紹

模式資料選取舟山市氣象局開發(fā)的本地化數(shù)值模式Zswrf，該模式對舟山沿海天氣要素的預(yù)報效果較好，其逐小時預(yù)報的時間精度非常適合休閑漁業(yè)的需要，也是當(dāng)前我局制作漁場精細化風(fēng)力預(yù)報產(chǎn)品的主要參考依據(jù)。模式主要使用Zswrf站點精細化預(yù)報產(chǎn)品，選取最近站點的風(fēng)力、溫度、濕度、累計雨量數(shù)據(jù)。初始預(yù)報為每日20時，時效選取11-22逐小時預(yù)報，即對應(yīng)次日運營時段7時-18時。

能見度資料使用ZJWARMS模式預(yù)報產(chǎn)品，精度3*3公里，初始預(yù)報為前一日20時，時效同樣選取每日7時-18時逐小時預(yù)報。

4.2預(yù)報應(yīng)用

使用預(yù)報模型對2017年7月1日岱山休閑漁業(yè)各海區(qū)做試預(yù)報，從指數(shù)預(yù)報結(jié)果可得，A區(qū)、B區(qū)當(dāng)日航行條件較好，可出航時次都達到了10h。當(dāng)日主要災(zāi)害性天氣類型為大風(fēng)，A、B兩區(qū)地處內(nèi)港島嶼遮蔽區(qū)，受大風(fēng)影響較小。C、E兩區(qū)適航條件一般，雖然E區(qū)可出航時間與F區(qū)相同僅為4h，但航行因素較好，出航時段的平均風(fēng)速較小，所以指數(shù)預(yù)報為一般。而F、G、H區(qū)在群島的外圍，風(fēng)力較大，適航條件差。其中H區(qū)全運營時段受大風(fēng)影響，無可出航時段，因此各要素?zé)o平均值。而出航時間作為權(quán)重系數(shù)最大的因子，與指數(shù)預(yù)報結(jié)果有良好的線性關(guān)系。

從試預(yù)報結(jié)果上看，休閑漁業(yè)綜合適航指數(shù)預(yù)報能較好的描述各預(yù)報因子與適航指數(shù)之間的關(guān)系，能很好的綜合當(dāng)日各個影響因子的預(yù)報值計算出相應(yīng)的指數(shù)預(yù)報結(jié)果，并且不會因為綜合計算而降低原來預(yù)報的準(zhǔn)確度，能準(zhǔn)確的反應(yīng)當(dāng)日各作業(yè)海區(qū)船只的適航情況（表2）。

海區(qū) 指數(shù) 出航時間（h） 能見度

（m） 溫度

（℃） 風(fēng)速

（m/s） 濕度

（%） 雨量

（mm）

A區(qū) 優(yōu) 10 20000 25.23 10.19 90 0

B區(qū) 優(yōu) 10 20000 25.08 11.23 90.3 0

C區(qū) 一般 7 20000 24.7 11.37 91.9 0

E區(qū) 一般 4 20000 25 9.95 90.5 0.5

F區(qū) 差 4 18785 24.33 11.63 93 0

G區(qū) 差 1 6715 24.2 11.5 93 0

H區(qū) 差 0 - - - - -

表3 2017年7月1日各海區(qū)指數(shù)預(yù)報結(jié)果及各要素預(yù)報值

5、 結(jié)論與討論

（1）建立岱山休閑漁業(yè)指數(shù)預(yù)報模型和程序的研究方法和整體框架，確立了各主要因子對指數(shù)預(yù)報的關(guān)系及計算公式。并具有一定的可擴展性，后續(xù)對要素預(yù)報的最新研究成果可引入模型不斷優(yōu)化指數(shù)預(yù)報結(jié)果。

（2）指數(shù)預(yù)報模型能較好的描述各預(yù)報因子與適航指數(shù)之間的關(guān)系，不會因為綜合計算而降低預(yù)報的準(zhǔn)確度，能準(zhǔn)確的反應(yīng)當(dāng)日各作業(yè)海區(qū)船只的適航情況。

（3）指數(shù)預(yù)報模型只是定量的描述和反應(yīng)各影響因子與船只適航指數(shù)的關(guān)系，綜合各個要素值計算出合理的結(jié)果。其準(zhǔn)確率最終還是基于各個要素預(yù)報值的準(zhǔn)確率，所以后續(xù)工作主要是針對各個主要影響因子的預(yù)報和數(shù)值釋用工作。

（4）在實際預(yù)報中，客觀的數(shù)值預(yù)報偶爾會出現(xiàn)較大偏差，考慮將客觀預(yù)報的穩(wěn)定性與主觀能動性相結(jié)合，利用預(yù)報員經(jīng)驗對影響系統(tǒng)和島嶼遮蔽效果進行人工過濾，可以進一步提高客觀預(yù)報的效果及降低實況出現(xiàn)災(zāi)害性天氣的風(fēng)險，增加船只出航時間，促進產(chǎn)業(yè)增產(chǎn)增效。

【參考文獻】：

1 田光輝，陳匯林，許向春. 基于模糊綜合判別的森林火險等級預(yù)報研究.災(zāi)害學(xué)，2013，28（3）：117-122.

2 馬瑞青，方漢杰等.模糊綜合評判方法在杭州西湖游湖指數(shù)預(yù)報中的應(yīng)用，2003，24（4）：18-21.

3 羅曉玲，蘭曉波，李巖瑛等.人體舒適度指數(shù)預(yù)報體系研究.干旱區(qū)資源與環(huán)境，2004，18（8）：59-62.

第一作者簡介：李駿（1990年2月-），男 ，漢，浙江舟山人，大學(xué)本科，助理工程師，從事網(wǎng)絡(luò)管理和裝備保障，預(yù)報業(yè)務(wù)工作。endprint