冬季北太平洋船舶航線選擇的影響因素分析及策略

覃志居+袁松才

摘 要：北太平洋跨洋航線是世界貨運量最大的航線之一，海運航線主要有遠東--北美西海岸航線、遠東--加勒比海和北美東海岸航線、遠東--南美西海岸航線等，冬季主要受強冷空氣和溫帶氣旋的影響，而又以溫帶氣旋的影響尤為嚴重。本文通過分析北太平洋冬季產生的溫帶氣旋和爆發性氣旋的特征，以及高空阻塞高壓和高空環流的影響，指出冬季北太平洋跨洋航線的設計，應該在氣候航線的基礎上，分析天氣形勢，結合中短期天氣預報，為橫跨大洋的船舶選擇一條安全和經濟的航線。

關鍵詞：北太平洋 溫帶氣旋 爆發性氣旋 阻塞高壓 高空環流 航線設計

北太平洋遠東地區至北美洲，加勒比海，南美洲西岸的航線設計通常有三種選擇，一是以約北緯49度為限制緯度的高緯航線，二是以北太平洋冬季載重線北緯35度為限制緯度的中緯航線，三是夏威夷島以南的低緯航線。夏威夷以南的低緯航線不受溫帶氣旋的影響，而在冬季，高緯航線和中緯航線的選擇，主要看溫帶氣旋和高空環流的影響。習慣上，航海者總認為中緯航線天氣更好，更安全。其實不然，高緯航線或中緯航線的選擇，主要看溫帶氣旋，特別是爆發性氣旋和高空阻塞高壓的影響。

1.溫帶氣旋

溫帶氣旋，又稱鋒面氣旋，是活躍在溫帶中高緯地區的一種近似橢圓形的斜壓性的氣旋，常伴有大風、暴雨、暴雪或其他強對流天氣和濃霧等惡劣天氣，有時近地面最大風力可達10級以上。尺度一般比熱帶氣旋大，是冬季北太平洋最重要的天氣系統之一。溫帶氣旋是造成大范圍天氣變化的重要天氣系統之一，對中高緯度地區的天氣變化有著重要影響。

1.1影響北太平洋的溫帶氣旋

影響東亞及北太平洋鋒面氣旋的生成源地大體包括三處：蒙古、江淮地區和北方沿海地區。蒙古氣旋生成區一年四季均有生成，春季較多。江淮氣旋則春夏季較多，東移入海后改稱東海氣旋。東海北部、日本南部海域、黃渤海、日本海和千島群島附近洋面生成吃的氣旋，冬春兩季偏多。

1.2發展和移動路徑

冬季，產生于蒙古中東部的氣旋主要是東移，和東北低壓合并后形成東北氣旋，繼續東移入海，加深發展，向東北移至阿留申群島附近洋面達到最強，然后減弱東移，消亡與阿拉斯加灣或北美大陸。江淮氣旋與東海氣旋先向東移動發展，至日本南部洋面迅速加深，風力可達10級以上，之后向東北移向阿留申群島，這條路徑上的氣旋對冬季北部太平洋的航線影響尤為明顯。沿海生成的黃渤海氣旋和日本海氣旋生成后東移發展加深，向東北移動與千島群島氣旋合并繼續加深，移至阿留申群島達到最強，另一支先東移發展，然后轉向東北。

氣旋的強度一般用中心氣壓值來表示，在氣旋的生命史中，中心氣壓小于等于980hPa稱為強氣旋，981-1000hPa稱為中等氣旋，大于1000hPa則為弱氣旋。據統計，1987-1996年冬季產生的東亞氣旋中，強氣旋的數量達到103個，平均每年達10個以上，而中等氣旋數量則達113個，平均每年達11個以上，如表1。中等氣旋和強氣旋在北部太平洋海域產生的大風大浪，對船舶的航行安全影響巨大。

2.爆發性氣旋

當氣旋發展速度達到24小時降低24hPa或12小時降低12hPa，就定義為爆發性氣旋，也稱“氣象炸彈”。此類氣旋是冬半年中高緯洋面強烈發展的溫度氣旋，平局風速都在20m/s以上，有的可達40-60m/s，故又有“溫帶臺風”之稱。北太平洋爆發性氣旋主要發生在140°E以東到170°W以西，35°N以北的洋面上，東亞大陸及鄰近海域很少有氣旋作爆發性發展，而在其東側的西北太平洋海面（35°-55°N，140°-170°E）是爆發性氣旋的高發海域，該區域是著名的黑潮暖流和親潮冷流交匯的地方，海溫梯度特別大，鋒面抬升作用強烈，大氣斜壓性明顯，這些因素為氣旋的爆發性發展提供了有利的條件。爆發性氣旋的移動路徑與一般溫帶氣旋的移動路徑基本一致。東移入海的氣旋和沿海生成區形成的氣旋，迅速發展加深，移動路徑有兩支：一支向東北方向移動并作爆發性發展，在阿留申群島附近洋面達到最強，然后減弱東移到阿拉斯加灣或北美大陸消亡；另一支主要東移作爆發性發展，然后向東北東方向移動，在阿留申群島附近洋面或阿拉斯加灣達到最強，隨后減弱消亡。據統計，1987-1996年西北太平洋海域共發生157個爆發性氣旋，其中冬季（12月至次年2月）共81個，平均每年達8之多，如表2。氣旋爆發前的中心氣壓并不很低，容易被航海人員忽視，而經過12小時或24小時爆發后，氣旋迅速加深，強度迅速提高，且移動速度仍然很快，有的移動速度可達40-45節，使大洋中的船舶猝不及防，嚴重威脅船舶航行安全。

3.阻塞高壓的影響

在西風帶長波槽脊的發展演變過程中，在脊不斷北伸時，其南部與南方暖空氣的聯系會被冷空氣切斷，在脊的北邊出現閉合環流，形成暖高壓中心，稱為阻塞高壓，是中緯度和高緯度地區大氣對流層中部和上部深厚的暖高壓。阻塞高壓一般出現在50°N以北，在55°-59°N緯度帶出現最多，維持時間平均為5-7天，有時可達20天以上，常呈準靜止狀態，有時甚至西退。在阻塞高壓區域內，西風氣流中斷，在阻塞高壓西側西風氣流分南北兩支，繞過阻高重新匯合。阻塞高壓控制下的天氣多為持續的晴朗天氣，對北太平洋的跨洋航線影響重大。研究表明，當北部太平洋白令海一帶維持一阻高時，太平洋中部的低壓路徑偏南，在北緯30°附近海域，大風持續時間約5-7天，對船舶的安全航行和經濟航行均產生不同程度的影響，相反，高緯地區的阿留申群島及白令海一帶海域卻風浪較小，天氣狀況良好，呈風力不強的持續東風特點，西行船舶順風順浪，可考慮高緯航線。

4.高空環流的影響

通過對大型天氣系統的演變過程進行分析，了解高空環流形勢演變的情況，能比較準確地判斷海面低壓路徑的中期預報。冬季北太平洋有一個明顯的流場特征，在千島群島以北海域高空500hPa圖上，有一強低渦，強西風帶從日本北部一直向阿留申群島延伸，并且偏向于高緯度，而在中、高緯度附近則高氣壓相對較強。高緯地區低壓活動頻繁，且強度很大，大風浪天氣持續時間長，可達一個星期以上，有的時候受超強低壓的影響，狂風惡浪天氣能持續十幾天。這種情況下，跨北太平洋航線不管西行或東行，都不應選擇高緯航線，而應選擇高壓控制下的中緯度航線，以策安全。

5.結束語

通過對冬季北太平洋海域天氣要素的分析，跨洋航行的船舶在選擇航線時，在參照習慣航線的基礎上，還要認真研究當時的天氣形勢和高空環流情況，準確掌握短期和中期天氣預報，結合多方面天氣情況來設計航線。具體的講，在進行航線設計時，應充分考慮以下幾點。一、若阿留申群島、白令海一帶高空維持一阻塞高壓時，可選擇高緯航線，縮短航程，還可避開太平洋中部可能存在的低壓大風浪天氣，特別是西行船舶，可利用阻高東部穩定的偏東風氣流，順風順浪；二、若在鄂霍次克海高空500hPa圖上，有比較強大的低渦，則強西風帶從日本北部一直向阿留申群島延伸，這種形勢下，高緯地區海面一般受強大的低壓控制，狂風惡浪天氣持續時間長，嚴重影響船舶的航線安全，跨洋航行船舶不應選擇高緯航線，而應選擇中緯度航線，雖然航程有所增加，但是船舶避開大風浪海域，船速較高緯航線快，船舶航行既安全又經濟；三、對于溫帶氣旋，應注意接收天氣預報，密切關注氣旋的加深發展情況，提前準好準備，避開其大風浪區。特別是對爆發性溫帶氣旋，要做到及時準確預測，如果中心氣壓下降異常迅速，即使沒有達到標準數值，也應假設認為氣旋正在經歷或已經經歷了爆發性發展，船舶應及早調整航線，避開爆發性氣旋。根據溫帶氣旋的風浪分布特點，氣旋南側的大風、大浪強于北側，其最大風浪區一般在低壓中心西南偏南300～600海里范圍內。船舶應盡量在氣旋北側航行，西行船舶可借助偏順風，提高船速，縮短與氣旋的遭遇時間；而東行船舶頂風，船速降低，但是氣旋移動速度較快，也能縮短與大風浪遭遇的時間。

至于北太平洋西部海域冬季可能遭受的強冷空氣或寒潮天氣的影響，將在之后的學習中進一步研究。

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