海洋氣象預報業(yè)務的發(fā)展

文/白曉平，部隊氣象臺

海洋氣象預報業(yè)務是各個國家發(fā)展的重點業(yè)務，本文主要針對常見監(jiān)測技術的應用進行了分析，并探討海洋氣象預報業(yè)務的發(fā)展。

海洋氣象預報業(yè)務；監(jiān)測技術；發(fā)展

海洋氣象預報業(yè)務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用開支，為了保證海洋氣象預報的質(zhì)量，各個國家都成立了專業(yè)化的服務機構(gòu)。如美國的OPC海洋預報中心、CPHC中太平洋颶風中心、英國的的MCA海岸警備機構(gòu)。各個國家海洋氣象機構(gòu)承擔的并非單一的氣象預報，而是集齊多種內(nèi)容于一體的綜合性業(yè)務。

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環(huán)境要素組成，在海洋氣象預報業(yè)務中，占據(jù)著非常重要的地位。海洋氣象監(jiān)測業(yè)務的內(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)的飛機探測、浮標站、傳播探測技術之外，還有天氣雷達、海岸邊界層、自動氣象站、風廓線儀等，這種全方位的監(jiān)測工作為海洋氣象預報業(yè)務的順利開展奠定了基礎。

1 常見監(jiān)測技術的應用

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

海洋氣象浮標站即根據(jù)海洋資源開發(fā)、水文氣象預報、科學研究需求發(fā)展而來的觀測平臺，屬于海洋氣象資料觀測的重點技術，浮標包括錨系浮標與漂流浮標組成。

岸基氣象觀測站即對距離海岸線500m內(nèi)，定時進行降水、風速、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，如果浮標資料無法滿足監(jiān)測需求，則需要借助岸基臺站觀測技術。

在海洋氣象監(jiān)測系統(tǒng)之中，衛(wèi)星遙感觀測技術發(fā)揮著極為重要的作用，該種技術彌補了傳統(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、溫帶漩渦以及臺風的監(jiān)測上，衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術都是一項必不可少的手段。在技術水平的發(fā)展下，合成孔徑雷達誕生，這是一種高分辨率、高方位的相干成像雷達，很多國家都在海洋衛(wèi)星上搭載了合成孔徑雷達，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，開設了關于海島氣象站、志愿觀測船、海上浮標、海上石油自動觀測站、沿海氣象雷達在內(nèi)的監(jiān)測業(yè)務內(nèi)容，數(shù)據(jù)顯示，我國已投入運行的海島自動氣象站數(shù)量已經(jīng)超過了200個。

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)實現(xiàn)全天候立體監(jiān)測，可以采用微波探測技術觀測出各類災害性天氣，提供包括海面溫度、云分類、降水估計、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)達國家還存在差距，與國外產(chǎn)品相比而言，我國遙感技術還不夠健全，產(chǎn)品單一，精度還有待提升。在微波輻射計上，極化方式單一，無法全面獲取到具體的海面風向信息，在下一階段下，還需要針對探測儀器的改進、海洋遙感探測手段進行改進。

3 海洋氣象預報技術的發(fā)展

海洋氣象預報技術是以海洋模式、大氣為基礎，綜合主觀經(jīng)驗采用的數(shù)值預報釋用方法，除了大氣數(shù)字預報模式之外，近年來誕生了多種新型預報模式，代表性的有風暴潮數(shù)值預報法、海浪數(shù)值預報法、海霧數(shù)值預報法、海洋污染物擴散數(shù)值預報法。

以風暴潮數(shù)值預報法為例，該種方法由數(shù)字預報法和經(jīng)驗統(tǒng)計預報法組成，經(jīng)驗統(tǒng)計預報法多基于長期資料的觀測得出，需要采用數(shù)理統(tǒng)計法來建立經(jīng)驗函數(shù)關系，可以準確預報出臺風強度、路徑、移速等資料。

在計算機技術的發(fā)展下，數(shù)值預報方法得到了廣泛的應用，在風暴潮漫堤漫灘風險預報、近岸海－潮汐－風暴潮多項耦合數(shù)值預報方面，有著重要的作用。美國早在1972年就應用了SPLA SH模式，在80年代，又拓展了SLOSH模式，在防災減災中，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)值預報技術在20世紀80年代開始得到了相當迅速的發(fā)展，至20世紀末國家海洋局國家海洋環(huán)境預報中心先后建立了高分辨率的覆蓋中國沿海的業(yè)務化風暴潮—天文潮耦合數(shù)值預報模式、高分辨率多重嵌套網(wǎng)格的風暴潮漫灘數(shù)值預報模式。

在未來階段下，海洋氣象預報業(yè)務的發(fā)展會以服務能力、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，以服務需求為主要導向，重視科技的創(chuàng)新，建立基于格點化的海洋氣象精細化預報業(yè)務，有效延長預報時效，逐步提高海洋預警和服務能力。

[1]楊詩芳,黃輝,王喆,沈翊.新形勢下對浙江海洋氣象業(yè)務發(fā)展的思考[J].浙江氣象.2016(01)

[2]李永生,曾沁,徐美紅,石小英.基于Hadoop的數(shù)值預報產(chǎn)品服務平臺設計與實現(xiàn)[J].應用氣象學報.2015(01)

[3]劉高平,葉金印.基于分布式架構(gòu)的縣級氣象業(yè)務系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].軟件工程師.2015(04)

[4]萬玉發(fā),王志斌,張家國,吳翠紅,吳濤,王玨.長江中游臨近預報業(yè)務系統(tǒng)(MYNOS)及其應用[J].應用氣象學報. 2013(04)