北部灣沿海港口大風要素服務指標制定與應用

陳崢蓉，黃燕波，農成萬，趙飛

（欽州市氣象局，廣西 欽州535000）

1 引言

北部灣地區屬于南亞熱帶季風海洋性氣候區,它是由廣西沿海、廣東雷州半島、海南西部，以及越南東北部所圍成的半封閉大海灣。北部灣沿海地區通常指的是廣西南部的海岸帶，包括北海、欽州、防城港三個主要城市。北部灣沿海處于海陸交界，海岸線曲折婉轉，形成了眾多的發展優良港口作業區，其中防城港、欽州港、北海港、鐵山港比較有名。這些港口的海上運輸和發展、對外貿易、海洋漁業在廣西經濟的發展占了重要位置。受低緯度和中高緯度天氣系統交替影響，北部灣天氣氣候復雜多變，因此北部灣海域也是氣象災害出現最頻繁、最嚴重的地區之一。臺風、大風、寒潮、海霧等海洋氣象災害，嚴重威脅著海上生產活動的安全，阻礙北部灣沿海和海岸帶經濟和社會的發展，所以做好北部灣沿海和海岸帶的氣象要素預報非常重要。

其中，沿海和海面大風要素預報是沿海港口作業最為敏感的氣象預報要素。船舶進入大風浪區域航行時，大風可導致船舶劇烈的運動、降速、航向不穩定，以及由此引發的其他操縱方面的困難，甚至出現難以意料的危險。大風不僅直接影響對船舶的離靠港以及港區的和海上的作業，也會影響港區作業，造成集裝箱或貨架的傾斜等危險；此外，大風還會對通訊、電力等設施造成危害，安全保障不到位的情況下還可能造成人員傷亡。由此可見，風力等級超過船舶、作業條件的標準，就會變成惡劣天氣，給港口企業和貨運船只所帶來的經濟損失。

為了降低這種損失，必須研究相關的定量數據，制定出有效的預報指標，并根據可行的預報方法，制作相關的氣象信息提前通知港口調度部門，讓港口調度部門根據天氣預報信息為船舶、港口轉運等提供良好的到崗時間和合理的作業安排，有效利用“天時”要素，即節省作業時間，又能避免不必要的損失，進而提高港口作業經濟效益。

本文根據專業用戶訪問調研、文獻等調查資料以及北部灣沿海港口專業服務經驗，總結得到一些北部灣沿海港口作業氣象服務大風服務指標。為解決如何利用大風預報指標來開展港口專業氣象預報預警問題，通過實踐經驗結論，可利用ECWMF細網格模式產品和TREC反演風場資料來制作港口大風要素專業氣象服務，作為開展港口大風要素專業服務精準預報的智能設計研究一種方式。

2 港口行業大風氣象服務指標的確定

港口行業大風氣象服務指標的制定，除了船舶、機械本身承載能力，還需要考慮人工作業在港口作業各種場景下的生產安全允許的風力級別。因此，根據相關的文獻資料、防城港與欽州港港務集團等調查信息，得到表1 中的港口各種情況一般作業標準所允許的風速參考值。

根據表1 中的風速參考值，以及經驗服務方式和港口用戶反饋信息，制定出表2 中的港口氣象服務風力等級指標和服務方式。

3 港口行業大風氣象服務指標的應用

3.1 大風要素服務指標應用的難點

由于沿海海島觀測站點較少，海洋上風資料實況數據基本處于無觀測，目前衛星、雷達等預報技術水平對海洋大風預報的研究還是比較少，所以沿海和海上大風災害預報能力仍十分薄弱，預報及警報在精細度、準確度和時效性等方面遠遠不能滿足當前港口作業精準化需求。由此看，無法制作沒有監測的沿海和海洋港口或區域，制定出的大風要素服務指標缺乏應用意義。

3.2 大風要素服務指標應用可行方式

為給港口作業部門提供更為細致、周到的服務，建立與港口作業相關的客觀定量化、精細的專業氣象預報是十分必要的。

表1 港口各種情況一般作業標準所允許的風速參考值

表2 氣象服務風力等級指標和服務方式

近兩年，通過對ECWMF 細網格模式風資料產品的解釋應用，72小時內的925hPa風資料能比較好地模擬北部灣錨地原油過駁海面風形勢。雖然可能偶爾出現誤差較大的陣風風力，但925hPa 層的ECWMF 細網格模式風資料作為數值預報場已經能夠滿足業務的需求，并可以利用08 時和20 時的ECWMF細網格模式的起報場資料，來比較和檢驗無風場觀測區域的風信息。

近兩年，通過實踐應用，使用6分鐘更新頻率的雷達TREC反演風場產品能夠很好的反映出無觀測站區域的風資料信息。一些文章也指出，TREC 風場與實況監測的風資料存在10%～20%的誤差，對于沒有監測站點的海洋，這個雷達風場反演產品能有效反映沿海和海洋大風監測和預報流場的信息，已達到分析目的。

目前利用ECWMF 細網格模式風資料和雷達TREC 反演風場產品，仍沿用人工分析。如果能夠將ECWMF 細網格模式風資料和雷達TREC 反演風場產品導入某平臺，再根據制定的氣象服務風力等級指標設置格點化的區域預警提醒閾值，只要某格點出現了超過指標的預警，就進行分顏色或分區域提示預警預報，進而開展不需要人工預報的大風專業氣象服務，實現降低人力服務成本、提高服務的工作效率和質量的目的。

3.3 大風要素服務指標應用的可行方式的不足

雖然直接利用ECWMF 細網格模式風資料和雷達TREC 反演風場產品，有提高區域精準化大風預報的優點，但是依然需重視無原始風資料的預報誤差，仍要重視傳統的預報理論分析，防止災害性大風預報誤差幾率增加，盡可能地確保港口安全生產作業。

此外，由于大風出現的天氣環流形勢有所不同，主要有偏北大風、西南大風、臺風的大風、強對流下的大風這四種不同天氣形勢下的大風。應該根據大風穩定離開或不穩定持續的特點，適當開展做大風要素的提前6h 或延遲6h 預報。避免因信息理解誤差，而存在港口作業調度存在的僥幸生產作業心理，防范各種不穩定安全生產因素。因此做好港口大風要素專業氣象服務，應重視經驗總結，熟練掌握各種天氣形勢下的大風預報的一般規律，把預報工作做在前面，與服務單位密切聯系，又注意監控沿海大風情況，把一般性與特殊性相結合，不忽略特殊性的大風預報。

4 小結

（1）港口行業大風氣象服務指標的確定，要深入了解港口作業的行業特點，除了參考從船舶、機械本身的承載能力，還需要考慮人力作業資源在港口作業各種場景下的生產安全允許的風力級別。

（2）直接利用ECWMF 細網格模式風資料和雷達TREC反演風場產品得到港口作業風監測和預報資料，可以根據制定的港口行業大風氣象服務指標，未來可以采取計算機提取指標，進行專業氣象服務產品的智能化提醒開發，實現提高港口作業氣象服務的工作效率和質量。

（3）做好港口大風要素專業氣象服務，應重視經驗總結，熟練掌握各種天氣形勢下的大風預報的一般規律，與服務單位密切聯系，又注意監控沿海大風情況，把一般性與特殊性相結合，不忽略特殊性的大風的提前預報預測。