第八章 海洋气象之海浪

第八章 海洋气象之海浪

海洋波浪是制约船舶运动的首要因素。实际航速主要受制于浪高和浪向,因此大风浪中航

行会造成舵效降低、航速下降。另外,受巨浪冲击还会损伤船体,造成“中拱”或“中垂”现象,严

重时能使船体断裂;当船舶摇摆周期与波浪周期相同时,会发生共振现象,有导致船舶倾覆的

危险等。所以,航海者必须掌握海浪的变化规律。

第一节 概 述

一、波浪要素

波浪最明显的特征是水面周期性地起伏,即就某一时刻而言,每隔一定距离出现一个峰和

一个谷,就某一固定地点而言,每隔一定时间出现一个峰和一个谷。

图8-1 波浪要素

为讨论方便,当海浪发生时,先将其看成简单的

正弦波(或余弦波),如图8-1 所示,并定义如下波浪

要素:①波峰,指波面的最高点;②波谷,指波面的最

低点;③波高(H ),指相邻的波峰与波谷之间的垂直

距离;④波幅(a ),指波高的一半,即a = H / 2;⑤ 波长(λ),指相邻的两个波峰(或波谷)间的水

平距离;⑥ 波陡(δ), 指波高H 与波长λ之比,即δ= H / λ,其值表示波峰陡峭程度;⑦ 周期

(T ),指两相邻的波峰(或波谷)相继通过一固定点所需要的时间;⑧波速(c),指波形的传播速

度,即波峰(或波谷)在单位时间内的水平位移,λ、c 和T 三者之间满足如下关系:c= λ/ T ;⑨波

峰线,指沿垂直于波浪传播方向通过波峰的线;L波向线,指垂直于波峰线的线; 频率(f ),指

周期的倒数,即f = 1/ T 。

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二、海洋波浪的分类

海洋波浪的种类很多,下面就对其作简单介绍。

1.按周期或频率分类

图8-2 中列出了海洋中各种不同周期的波。由图下部海浪能量谱可见,海浪大部分能量集

中在周期为4～12s 的波范围内,因此海浪属于重力波范围。其中最常见的重力波是风浪和涌

浪。

图8-2 根据周期和频率划分的各类波浪示意图

2.按成因分类

1)风浪和涌浪 由风的直接作用所引起的水面波动称为风浪(W ind W ave);风浪离开风

区传至远处或者风区里风停息后所遗留下来的波浪称为涌浪(Sw ell)。俗话说“无风不起浪”指

的就是风浪,“无风三尺浪”指的则是涌浪。人们习惯上将风浪、涌浪以及由它们形成的近岸浪

统称为海浪。

2)海啸 由于海底或海岸附近发生地震或火山爆发所形成的海面异常波动, 称为海啸

(T sunam i),又称地震波。其特点是周期很长(约15～60m in)、波长很长(常达几百千米)、波速

很大(每小时可传播几百甚至上千千米)。在外海海啸坡度很小,较难观测到,但当它传至近岸

时,由于水深变浅,波高剧增,可达10m 以上,最大可达25m ,危害甚大。在震中附近航行的船

舶,因海水上下振动(纵波)而有触礁的感觉,称为“海震”。世界上常受海啸袭击的国家和地区

有日本、菲律宾、印度尼西亚、加勒比海、墨西哥沿岸和地中海。这些国家和地区现已设立海啸

报警系统。航行船舶克服海啸危害的有效方法是及时将船驶入深水区或封闭式港口内。

3)风暴潮 由于强烈的大气扰动(如强台风、强锋面气旋或寒潮大风等)而引起的海面异常上

升现象,称为风暴潮(Storm S urge)。风暴潮主要是因海面大气压强分布不均匀和大风所造成的。统

计表明,受风暴影响时,气压每下降1hP a,海面约升高1cm 。当风暴向岸边移动时,受强风牵引海水

涌向岸边,使沿海海面明显升高,海面升高的幅度与风速的平方成正比。若强风吹向的是半封闭的

V 型海湾,则海面升高更加显著。风暴潮与天文潮同时发生,如果适逢天文大潮,会导致水位暴涨,

可造成十分严重的危害。我国风暴潮多发区有莱州湾、渤海湾、长江口至闽江口、汕头至珠江口、雷

州湾和海南岛东北角一带,其中莱州湾、汕头至珠江口是严重多发区。

4)内波 在海洋中,密度相差较大的水层界面上的波动称为内波(Internal W ave)。内波

的振幅常达几十米,甚至上百米,内波对航行船舶的影响有两种情况:

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(1)“死水” 由于船舶前进时带动了上部密度较小的水层在密度较大的水层上滑动,从而

形成了内波。这时,船舶的运动能量都消耗在这种内波上,所以尽管开足功率,也难以前进,故

称这样的海面为“死水”。

(2)共振 当船舶的固有摇摆周期与内波周期重合时,就会出现共振现象,使船舶摇摆幅

度大大增加。

船舶克服“死水”和“共振”的有效方法是改变航速和航向。

5)潮汐波 有关内容见第九章。

3.按水深相对于波长的大小分类

1)浅水波 波长远大于水深的波称为浅水波(其波长至少是水深的20 倍)。根据波浪理

论,浅水波波速c= g h (h 为水深),可见,浅水波波速与波长和周期无关,只取决于水深,水

越深,波速就越大。另外,浅水波的运动会受到海底摩擦作用的影响。

2)深水波 波长远小于水深的波称为深水波。可以证明,深水波的波速公式为:

c=

g

2π

λ (8-1)

将λ= cT 代入上式得:

c=

g

2π

T ≈1.5T (8-2)

λ=

g

2πT 2≈1.5T 2 (8-3)

这表明,深水波的波速c(m / s)在数值上等于其周期T (s)的1.5 倍,而波长λ(m )等于其

周期T (s)平方的1.5 倍。可见深水波的波速与波长和周期有关,而与水深无关。海底的摩擦作

用对深水波运动的影响可以忽略不计。

海洋中的大部分波浪不是具有深水波性质就是具有浅水波的性质。

三、水质点的运动与波形传播的关系

海洋中海浪波形的传播运动与水质点本身的运动是有区别的。在理论上可以证明,深水波

图8-3 前进波中水质点运动示意图

中水质点的运动轨迹是圆,其直径在海面上等于波高,海

面以下,则以指数形式迅速减小。当水质点运动到最高位

置时,其运动方向与波向一致;当水质点运动到最低位置

时,其运动方向与波向相反,如图8-3 所示。当波面上每

个水质点在自己的平衡位置附近完成一次圆周运动时,

整个波形就向前传播一个波长的距离。相邻水质点落后

的相角越小,则波长越长,反之,则波长就越短。

浅水波中水质点运动的轨迹为椭圆,其长轴和短轴都随着与海面距离的增加而减小,但长

轴减小慢,短轴减小快,在海底短轴为零。

由上述可见,波浪是沿海面向前传播的,而海水质点则是在原地附近作周期运动,海洋学

上把这种类型的波浪称为前进波。风浪、涌浪都是前进波。

第二节 群波和驻波

实际海洋中的波浪十分复杂,许多情况下不能用简单的正弦波来说明,而若把它看成是由

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若干个正弦波叠加而成的,便可以解释许多海洋中的波动现象。

一、群 波

观测表明,海洋中的波浪常以“群”的形式出现。当许多周期和波长不同但很相近的简单波

动沿着同一方向传播时,在固定地点,有时出现振幅大的波动,有时出现振幅小的波动,两者相继交

错发生,看起来大波是一群一群出现的,故称之为群波(G roup of W aves)。设两列波向、振幅相同,

波长和周期稍有差别的正弦波相互叠加,其合成波形如图8-4 下部所示。由于两列波的相位由相反

逐渐变成相同,又由相同逐渐变成相反,所以合成波的振幅由小变大,又由大变小,形成有规律的排

序。它们的包络线形成了一条正弦曲线(图下部虚线)。包络线所表示的波形也向前传播,其传播速

度称为群速(cg)。群速(振幅相同而周期不同的两列波所产生的差拍。如果两列波以相同的相速传

播,那么“差拍”也以同样的速度传播)通常慢于其中个别波的波速。

图8-4 群波

研究证明,深水波的群速为相速的一半,而浅水波的群速与相速相同。海员所观测到的海

面上实际波面形状经常与群波很接近。

二、驻 波

波面随振幅的变化作上、下振动而波形不向前传播的波浪称为驻波(Standing W ave)。当

图8-5 驻波

两列振幅、波长、周期相近但传播方向相反的前进

波相叠加时,就会形成驻波,如图8-5 所示。在驻波

中,波腹处的水质点只作垂直运动,在波节处的水

质点只作水平运动,在波腹与波节之间的水质点,

既有垂直速度又有水平速度。当波面处于最高或最

低位置时,水质点的速度为零,波面升降速度为零;

当波面处于水平位置时,水平流速的绝对值最大,

波面升降也最快。在海滨峭壁处常出现驻波;在热带气旋眼区出现的“金字塔”浪亦属于驻波性

质。

第三节 风浪、涌浪和近岸浪

一、风 浪

1.风浪的特征

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风吹过海面时,海面上就会形成风浪。风浪形成后,通常都具有周期短、波峰尖、波面不规

则的特征,其方向(指来向)与风向较为一致。当风力作用停止后,风浪在重力和摩擦力的作用

下逐渐衰减。

2.影响风浪成长的三要素

风浪是由于风直接作用于海面而形成的,所以一般而言,风速越大,产生的风浪也越大,蒲

氏风级表就反映了风力大小与风浪波高之间的这种对应关系。但事实上风浪的大小除取决于

风速大小外,还与风时和风区有关。风速、风时和风区称为影响风浪成长的三要素。此外,水深

以及海域特征等因素对风浪的大小也有影响。下面简单介绍风的三要素对风浪的影响。

1)风区和风时的概念

风区是指受风速、风向近似一致的风作用的海域。沿风吹的方向,从风区上沿至下沿的距

图8-6 风浪随风区长度的分布

离F 称为风区长度或风程,如图8-6 所示。风区越长,风浪

在风区内移行得越远,其就越发展。在风速和持续吹刮的

时间相同时,湖面上的浪没有大洋上的浪来得大,其原因

就是风浪的成长受到了风区的限制。

风时是指近似一致的风速和风向连续作用于风区的

时间。通常,风时越长,海水所获得的动能越大,风浪也就

越大。当考虑某个方向的风浪发生和发展时,可近似地把在该方向左右30°范围内变化的风都

包括在内,因为它们基本上对该方向的风浪发展产生相同的影响。

2)风浪的三种状态

下面通过对风浪三种状态的介绍,来进一步揭示风速、风时、风区与风浪发展的关系。

①过渡状态 假设某一恒定的风开始在大洋上吹刮,风向如图8-6 所示。风区内各点由于

受到均匀风的作用,将同时产生风浪,并开始向风吹去的方向传播。随着恒定风持续吹刮时间

的增加(即风时增加),风区内各点的波浪要素(如波高)不断增大(包括图中A 点),风浪的这

种状态称为过渡状态。在这种状态下,风时越长,波浪要素越增大,即风浪的成长取决于风时的

长短。

②定常状态 风区内不同地点上处于过渡状态的风浪,随着风时的增加,它们以后的发展

情况是不同的。以A 点为例,经历了一定的风时后,该处的风浪增大到一定值后就不再增大

了,即达到了该风区下的最大状态,即使风无限期地吹下去,由于风区长度(F A )的限制,风浪

也不能继续成长,这时的风浪已趋于稳定,风浪的这种状态称为定常状态。显然,当A 点的风

浪达到定常状态时,A 点左侧各点因风区长度比其短,而先于A 点达到定常状态,其中上风沿

处最早;但各点风浪高均低于A 点,上风沿处最小,离A 点越近,浪高越大,即风浪大小取决于

风区长短,风区越长,风浪越大,如图8-6 所示。

当A 点刚刚达到定常状态时,A 点右边任何点的风浪还未受到风区长度的制约,随着风

时的增加风浪还能增大,即这些点的风浪仍处于过渡的状态。

③充分成长状态 由上述讨论可知,在A 点之右,随着风时和风浪在风区内移行距离的

增加,风浪便不断发展。但风浪的发展并不是无限制的。即使风区和风时不受限制,当波陡δ接

近1/ 7 时,波浪便开始破碎,浪高停止发展。这是因为风传递给风浪的能量,除用于增大波高

外,还有相当一部分能量消耗于涡动引起的摩擦上。当风浪成长到一定尺寸时,涡动作用消耗

的能量比能量输入增加得快,直到风浪的能量收支达到平衡时,风浪停止增长而达到极限状

态,海洋学上称这种状态为风浪的充分成长状态,该状态下的风浪称为充分成长的风浪。充分

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图8-7 不同风速时形成充分成长的风浪所需要的最小风时和最小风区

成长的风浪要素仅仅取决于风速的大小。风速越

大,充分成长的风浪波高越大。

对于给定的风速而言,存在风浪充分成长所

需要的最小风时和最小风区,图8-7 就给出了这

三者之间的关系。由图可见,风速越大,风浪充分

成长所需要的最小风时和最小风区就越大。例

如,当风速为20kn 时,最小风区为75n m ile, 最

小风时为10h; 当风速为30kn 时, 最小风区为

280n m ile,最小风时为23h 。

3.浅水中风浪的成长

风浪的成长还与风区水深有关。当风速很小

或风浪处于初始成长阶段时,浅水区的风浪成长

几乎与深水区的相同;但在风速、风时和风区较

大时,风浪成长至足够的浪高后,浅水区的风浪

将受到水底摩擦力影响引起能量消耗,从而影响风浪的继续成长。因此当风速相同时,浅水区

中的风浪尺寸比深水中的要小。

二、涌 浪

1.涌浪的特征

涌浪与风浪不同,其波形较规则,波峰圆滑,波速与波长都较大。涌浪的方向(亦指来向)与

海面实际风向无关,两者间可成任意角度。

2.涌浪的传播特性

随着传播距离的增加,涌浪波高逐渐降低,周期不断增大,能量逐渐减小。导致涌浪衰减的

原因之一是涡动粘滞性引起的能量消耗。风浪离开风区后,不再得到能量,而其经过风力平静

或风向不同的海域时,受到海水的涡动粘滞摩擦、空气阻力等作用,本身能量被不断消耗,从而

使波高减小。涌的这种衰减是有选择性的,波长大的衰减慢,波长小的衰减快。首先衰减的是

那些叠加在大浪上的微波,所以,涌浪的波面一般比较光滑,波长较长。涌浪衰减的另一原因是

散射作用。风浪离开风区后,向较宽阔的水域散开,能量散布于较大的水域。

在波高衰减的同时,涌浪的周期和波长都在增加。所以随着传播距离的增加,波长较长、周

期较大的波越来越显著。因此,涌浪又称为长浪。

涌浪是一种较规则的移动波,其波速cs(m / s),波长λs(m )和周期T s(s)之间有如下关系

式:

cs= 1.5T s (8-4)

λs= 1.5T 2s

(8-5)

由以上公式可见,长波比短波波速大,再加上短波衰减快,所以随着传播距离的增加,中长

波总是跑在最前面,且移速往往比海上风暴系统移速快2～3 倍,故常把涌浪作为预测海上台

风等风暴系统来临的征兆。

三、近 岸 浪

当波浪传至浅水区或近岸区域后,由于受到水深变浅、地形等影响,波浪传播方向、波形等

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会发生变化,这种变形波浪称为近岸浪(C oastal W ave/ B each W ave)。

1.波向折射和绕射

波浪传至近岸区域后,受海底地形和海岸线的作用,波向发生折射,折射的结果使波峰线

越来越趋于与等深线平行,因此当外海传来的波浪接近海岸时,通常可观测到波峰线平行于海

岸的现象。若波浪在传播过程中遇到岛屿、海岬或防波堤等的阻挡,其会绕过障碍物进入被这

些障碍物所遮蔽的水域,通常波高会有所降低。

2.波高增大,易卷倒和破碎

图8-8 拍岸浪

当波浪由深水区传至近岸浅水区后,由于水深变浅,海浪能

量集中在越来越薄的水层内,于是波高明显(甚至急剧)增大,波

长变短,使波陡迅速增大,当波陡约为0. 78 时,波浪极不稳定,

很容易发生破碎。若波高增加到接近水深时,波谷处的水质点受

海底摩擦的影响,其速度要比波峰处的水质点速度慢,导致波前

不断变陡,当波前几乎成垂直状态时,波浪就卷倒和破碎。称为“破浪”。在海岸附近的破浪称

为推岸浪,如图8-8 所示。当海岸线有曲折时,在凸处破碎的浪要高于在凹处破碎的浪,因此通

常岬角尖端破浪高,而海湾内破浪较小,可作为避风锚地。

四、其它因素对波高的影响

1.海流

如果浪向与流向成一定的夹角,则波浪通过海流后不仅波高、波长发生变化,而且波浪的

传播方向也发生变化,海浪对波浪的这种影响,称为流波效应。据统计,当海流流速为2～3kn,

风速为10～15m / s 时,波浪传播方向与海流流向相向或接近相向的情况下,其波高增加最大,

比无流时的波高增大约20% ～30% 左右,并使部分波浪破碎或全部破碎。当波浪传播方向与

流向相同时,波长增大,波高减小。当流速与波速相比可以忽略时,则可以不考虑流的影响。

2.水、气温差

研究表明,在风速相同的条件下,气温低于水温时,比水、气温度相等时的波高要高。气温

比水温低得越多,波高增大越明显。据统计,当气温比水温每低1℃时,波高平均以5% 的比率

增高。所以,当有强冷空气时,水、气温差加剧,海面状况容易恶化。例如,冬季北太平洋上,在

日本关东东部的黑潮流域,水、气温差可达5℃～10℃以上,再加上冬季季风时,海浪和海流接

近于相向传播,波流效应也较显著,而且常有气旋在这一海域爆发性发展,所以有时出现比预

想高得多的恶劣海况,是海事多发海域,故有“魔鬼海域”之称,冬季船舶应尽量避开这个海域。

第四节 有效波高和合成波高

实际海面上的波浪是比较复杂的,有时不具有严格的周期性,因此,在实际应用中常用统

计学方法来描述它的特征。为此,先对前述某些波浪要素定义加以修正。

一、波浪要素的修改定义

波高:相邻的显著波峰与显著波谷间的高度差。

周期:相邻两显著波峰出现的时间间隔。

波长:相邻两显著波峰(或显著波谷)间的水平距离。

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二、几种常用的统计波高

1.平均波高

连续观测几个波,取所有波高的平均值称为平均波高,用H� . 表示,即

H� .=

Σ

n

i= 1

H i

n

(8-6)

式中: H i 为各实测波高。可见,平均波高反映了海面波高的平均状态。

2.有效波高

将连续观测到的波高按大小排列起来,并就其中最高的一部分波高计算平均值,称为部分

大波的平均波高。例如,对于最高的1/ 100、1/ 10、1/ 3 的波,其平均波高分别以符号H 1/ 100、

H 1/ 1 0、H 1/ 3表示,它们的意义是:如果共观测1000 个波,则分别代表其中最高的10、100、333 个

波的平均波高。部分大波平均波高能反映出海浪的显著部分或特别显著部分的状态。

习惯上将H 1/ 3称为有效波高,具有这种波高的波称为有效波。有效波高是航海上应用最

多的一种波,如传真波浪预报图上的预报波高就是有效波高。一个有经验的海员直接目测到的

波高非常接近于有效波高值。

3.合成波高

是风浪波高H w 和涌浪波高H s 两者的合成波高,用H E 表示,即

H E = H 2w

+ H 2s

(8-7)

式中: H w 和H s 为海上观测船分别目测得到的平均显著波高。

传真波浪分析图上的波高是合成波高。

三、有效波高与其它统计波高的关系

假设有效波高为1m 时,其它统计波高与有效波高的比值如下:

H� .:0.63;H 1/ 1 0:1.27;H 1 / 10∶0 1.61;H 1/ 100∶0 1.94。

由上述各波高间的关系可知,有效波高大于平均波高,但船舶在海面上实际观测到的某些

波高可能比波浪图上的波高要大,个别波高甚至2 倍于波浪图上所示的波高值,这一点航海者

必须引起重视。

第五节 船舶海洋水文气象观测与编报

一、概 述

1.意义

船舶海洋水文气象辅助测报(简称船舶测报)是指组织海上生产运输船、渔船及其它从事

海上活动的船舶进行海洋水文气象观测,并且把观测数据由报务员或驾驶员通过G M D SS (全

球海上遇险安全系统)的有关设备发送至岸上气象台站。它是全球天气网的重要组成部分,对

提高海洋环境预报的准确率,保障船舶航行安全有极其重要的意义。

为提高和改进测报工作,实现测报规范化、资料产品标准化,便于国际船舶资料交换及直

接服务于海洋经济开发,经国家技术监督局批准,国家海洋局已编写出版了新的《船舶海洋水

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文气象辅助测报规范》(简称船舶测报规范)。该规范从2000 年2 月1 日起正式实施,在观测中

必须严格遵守。

2.基本要求

1)船舶测报所获得的资料应能反映出测报船舶(以下简称测船)所在海域的水文气象基本

状况。

2)船舶测报包括海上水文气象要素的观测、编报和以后的资料处理。

3)测船的测报项目及其测量的准确度等一经确定后不得随意变动。

3.观测项目、时次、程序

1)观测项目

气象项目:海面有效能见度、云、天气现象、风、气压、空气温度和湿度等。

水文项目:海浪、表层海水温度、表层海水盐度、海发光和铅直海水温度等。

2)观测时次

观测时间一律使用世界时,每天按00、06、12、18 时四次观测,但用来测量表层海水盐度的

水样每天06 时采集一次,海发光每天在天黑后进行观测,铅直海水温度每天00、12 时进行观

测。如遇海上天气、海况恶劣的情况,其中风、气压、海浪等项目加密到每小时观测一次。

3)观测程序

测船离港后,按规范进行测报。观测程序由测船自行安排,每次观测应从正点前30m in 开

始至正点结束。但气象项目观测应安排在正点前15m in 内进行,其中气压要素应在接近正点

时观测。遇有船只避让等特殊情况不能准时观测时,可在正点后30m in 内补测完毕,并在记录

表中有关栏内注明。因故无法补测时,应注明原因。观测要素记录格式见表8-1。

船舶海洋水文气象辅助测报记录表表8-1

船名: 年 月 日第 航次

世界时 G G (北京时) 00h(08) 06h(14) 12h(20) 18h(02) 航线由 到由 到由 到由 到

船

位

纬度(L aL aL a)

经度(L oL oL oL o)

航向(D sD sD s)

航速(V sV s)

观测前3h 内主导航向D s

观测前3h 内平均航速V s

kn kn kn kn

云

总云量N / 低云量N h — — — —

云状

高云C H 电码

中云C M 电码

低云C L 电码

最低云高h 电码m m m m

能见度V V 电码km km k m km

现在天气现象w w 电码

60

续上表

世界时 G G (北京时) 00h(08) 06h(14) 12h(20) 18h(02) 航线由 到由 到由 到由 到

过去天气现象W 1W 2 电码风浪波高H w H w 电码m m m m

涌浪来向dw 1dw 1 电码涌浪波高H w 1H w 1 电码m m m m 风

合成风向

合成风速m / s m / s m / s m / s

真风向dd

真风速ff m / s m / s m / s m / s

干球

温度

读 数器差

订正后T T T

湿球

温度

读 数器差

订正后T cT cT c

相对

湿度

读 数器差

订正后

气压

读 数

综合订正

海平面气压P P P P hP a hP a hP a h P a

表层

水温

读 数器差

订正后T w T w T w

采水瓶号盐度

海 发 光

观 测 员

记 要 栏

年 月 日

B B X X B B X X B B X X B B X X B BX X 4P P P P 4 4 4 4 D D D D 7w w W 1W 2 7 7 7 7 Y Y G G iw 8N h C L C H C H 8 8 8 8 99L aL aL a 99 99 99 99 222D sV s 222 222 222 222 Q cL 0L 0L 0L 0 0SnT w T w T w 0 0 0 0 4ixhV V 4 4 4 4 2/ / H w H w 2/ / 2/ / 2/ / 2/ / N ddff 3dw 1dw 1/ / 3/ / 3/ / 3/ / 3/ / 1SnT T T 1 1 1 1 4/ / H w 1H w 1 4/ / 4/ / 4/ / 4/ / 4.观测资料的实时传送和非实时资料的报送

1)观测资料的实时传送

每次观测记录工作完毕,应按规定进行编码后发报。观测资料的实时传送由船上报务人员

(或驾驶员)负责并按时次实施。测船应将观测报文发给指定的海岸电台或接收岸站。参加船

61

舶测报资料国际交换的测船,应将观测报文发给航行中接近的指定的海岸电台或接收岸站。报

文的发送是免费的。

2)非实时资料的报送

测船测报后的每一次观测记录均应妥善保管,到达国内港口后应主动报送或通知就近的

船舶测报管理部门收取。

5.一般规定

测报人员每日定时校对观测钟表,使之24h 内误差不大于1m in。观测使用的仪器设备,必

须是经国家批准生产的或经国家有关机构鉴定确认质量合格的产品,且在仪器检定的有效期

内。严禁使用超检仪器进行观测,超检仪器由船舶测报管理部门送指定单位检定。观测前巡视

检查仪器设备,定期对仪器进行维护保养,发生故障应及时排除或更换,并在记录表备注栏内

注明。当仪器有故障时,应用备用仪器观测或目测。测报管理部门要建立测船测报工作情况的

技术档案,并及时按规定认真填写。各测报管理部门对收集的资料按规定进行处理并按时上

报。

二、海面有效能见度的观测

1.海面能见度的概念

在海上, 正常目力所能见到的最大水平距离,称为海面能见度(V isibility),以km 或n

m ile 为单位表示。所谓“能见”就是能将目标物的轮廓从天空背景上分辨出来。

雾是影响海面能见度最主要的因子。其它如沙尘暴、烟、雨、雪和低云等也能使能见度变得

恶劣。

2.海面能见度的等级

根据能见距离的大小,将能见度分成0～9 共10 个等级,见表8-2。能见度好,等级大;能见

度差,等级就小。在气候资料和世界各国发布的天气报告中,通常以“用语”来表示能见度情况,

即能见度恶劣( V isibility B ad )、能见度不良(V isibility P oor)、能见度中等( V isibility

M oderate)、能见度良好(V isibility G ood)、能见度很好(V isibility V ery G ood)和能见度极好

(V isibility E xcellent),它们与能见度等级之间的对应关系见表8-2。

海面能见度等级表表8-2

等 级

能 见 距 离

n m ile km

能见度鉴定海上可能出现的天气现象

0 1

2

< 0.03 0.03～0.10

0.10～0.25

< 0.05 0.05～0.2

0.2～0.5

能见度低劣

浓雾

浓雾或雪暴

大雾或大雪

3 4

0.25～0.50 0.50～1.00

0.5～1 1～2

能见度不良

雾或中雪

轻雾或暴雨

5 6

1～2 2～5

2～4 4～10

能见度中等

小雪、大雨、轻雾

中雨、小雪、轻雾

7 5～11 10～20 能见度良好小雨、毛毛雨8 11～27 20～50 能见度很好无降水9 ≥27 ≥50 能见度极好空气澄明62

3.海面能见度的观测

在海上,观测的是海面有效能见度。海面有效能见度是指视力正常的人在当时条件下能见

到的海面1/ 2 以上视野范围内的最大水平距离,以km 为单位,准确度为20% 。

观测时,应选择在船上较高、视野开阔的地方(夜间应站在不受灯光影响处)。白天观测应

根据水天线的清晰度判断海面有效能见度,当水天线完全看不清楚时,则按经验判定,参照表

8-3。夜间观测时,应先在黑暗处停留至少5m in ,待眼睛适应后进行观测,或可根据月光、天黑

以前能见度的变化趋势以及当时天气现象和气象要素的变化情况,结合实践经验进行估计。

海面有效能见度参照表表8-3

海天交界线清晰程度

海面有效能见度(km )

眼高出海面≤7m 时眼高出海面> 7m 时十分清楚> 50.0 清楚20.0～50.0 > 50.0 勉强可以看清10.0～20.0 20.0～50.0 隐约可辨4.0～10.0 10.0～20.0 完全看不清< 4.0 < 10.0 海面有效能见度的记录取一位小数,能见距离不足0.1km 时,记0.0;当夜间无星光、无月

光无法进行观测时,相应栏记“- ”。

三、云的观测

云的观测包括云状、云量和最低云的云底高度三要素。云的观测应尽量选择在能看到全部

天空和水天线的位置上进行。观测时,如阳光较强,需戴黑色或暗色眼镜,夜间观测时应避开较

强灯光进行。

1.云状的观测和记录

观测时,应注意当时云的外形特征、结构、色泽及高度和各种常见的天气现象,根据不同地

理纬度,不同季节,结合云的发展演变过程,参照云图等综合判断。

1)低云族:有积云、积雨云、层积云、层云、雨层云(碎雨云)五属。

(1)积云(C u):垂直向上发展、顶部呈圆弧形或圆弧形重叠凸起,而底部几乎是水平的云

块,云体边界分明(包括破碎的不规则的积云块)。如果积云和太阳处在相反的位置上,云的中

部比隆起的边缘要明亮;反之,如果处在同一侧,云的中部显得黝黑但边缘带有鲜明的金黄色;

如果光从旁边照映着积云,云体明暗就特别明显。积云一般无降水。

(2)积雨云(C b):云体浓厚庞大,垂直发展强烈,远看很像耸立的高山。云顶由冰晶组成。

有白色的丝缕状结构,常呈砧状或马鬃状。云底明暗混乱起伏明显,有时呈悬球状结构。积雨

云常产生雷暴、阵雨(雪)天气,有时伴有阵性大风,有时降冰雹,云底偶有龙卷产生。

(3)层积云(S c):团块、薄片或条形组成的云群或云层,常成行、成群或呈波状排列,云块个

体都相当大。云层有时布满全天,有时分布稀疏,常呈灰色、灰白色,其中常有若干部分比较阴

暗。层积云有时可降雨、雪,但强度一般微弱。层积云除直接生成外,也可由高积云、层云、雨层

云演变而来,或由积云、积雨云扩展或平衍而成。

(4)层云(S t):云底低而均匀的云层,像雾但不接触地面或海面,呈灰色或灰白色。层云除

直接生成外,也可由雾缓慢抬升或层积云演变而来。由层云分裂或由雾抬升而成的不规则的松

散碎片(碎层云)也属层云。层云可降毛毛雨或米雪,但无雨(雪)幡下垂。

(5)雨层云(N s):厚而均匀的降水云层,完全遮蔽日月,呈灰色,布满全天,常有连续性降

63

水。如因降水不及地在云底形成雨(雪)幡时,云底显得混乱,没有明显的界限。雨层云多数由

高层云变成,有时也可能直接由高积云、层积云演变而成。

(6)碎雨云(F n):低而破碎的云,灰色或暗灰色,不断滋生,形状多变,移动快,最初是各自

孤立的,后来可渐合并。常出现在降水前、后的降水云层之下。

2)中云族:有高层云、高积云两属。

(1)高层云(A s):带有条纹或纤缕结构的云幕,有时较均匀,颜色为灰白或灰色,有时微带

蓝色。云层较薄的部分,可以看到昏暗不清的日月轮廓,看上去好像隔着一层毛玻璃。厚的高

层云,其底部比较阴暗,看不到日月。由于云层厚度不一,各部分明暗程度也就不同,但是云底

没有明显起伏。高层云可降连续性或间歇性的雨、雪。高层云常有卷层云变厚或雨层云变薄而

成,有时也可由高积云演变而成。

(2)高积云(A c):云块较小,轮廓分明,常呈扁圆形、瓦块状、鱼鳞片或水波状的密集云条、

成群、成行或呈波状排列。在地平线30°以上,多数云块的视宽度角在1°～5°,有时可出现在两

个或几个高度上。薄的云块呈白色,厚的云块呈暗灰色。在薄的高积云上,常有环绕日、月的彩

虹或颜色为外红内蓝的华环。高层云、层积云都可与高积云相互演变。

3)高云族:有卷云、卷层云、卷积云三属。

(1)卷云(C i):具有丝缕状结构,柔丝般光泽,分离散乱的云。云体通常为白色无暗影,呈丝

条状、羽毛状、马尾状、钩状、团簇状、片状、砧状等。卷云见晕的机会较少,即使出现,晕也不完

整。日出之前,日落之后,在阳光反射下,卷云常呈鲜明的黄色或橙色。卷云可从卷层云演变而

来,有的是积雨云顶部残留下来的。

( 2)卷层云(C s):像白色透明的幕,有时云薄得几乎看不出来,日、月透过云幕时轮廓明

显,地物有影,常有晕环,使天空呈乳白色。有时丝缕结构隐约可辨,好像乱丝一般。冬季卷层

云可有少量降雪。厚的卷层云易与薄的高层云相混,日、月轮廓分明,地物有影,或有晕,或有丝

缕结构者为卷层云。如果可辨日、月位置,地物无影也无晕,则为高层云。

(3)卷积云(C c):似鳞片或球状的细小云块组成的云片或云层。常排列成行成群,很像轻

风吹过水面所引起的小波纹,白色无暗影,有柔丝般光泽。卷积云可由卷云或卷层云蜕变而成。

有时高积云也可演变为卷积云。真正的卷积云不常见。整层高积云的边缘,有时有小的高积云

块,形态和卷积云相似,但不要误认为卷积云。只有符合下列条件之一或以上者才是卷积云:①

与卷云或卷层云之间有明显联系;②由卷云或卷积云蜕变而成;③确有卷云柔丝光泽和丝缕状

特点。

云状按国际简写字母,分高、中、低三族记入记录表相应栏内。同族云出现多属时,云量多

的云状记在前,云量相同时,记录的先后次序自定。无云时(包括某一族)相应云状栏空白。无

法判断云状时,相应栏记“—”。

2.云量的观测和记录

包括总云量和低云量的观测。将全部天空分成10 等分,则云量是指云遮蔽天空视野的成

数。

1)总云量的观测

总云量是指天空被所有的云遮蔽的总成数。将全部天空分成10 等分,全天无云记0;天空

完全为云所遮蔽时记10;天空为云所蔽,但只要从云隙中可见青天,则记10- ;云占全天1/ 10,

总云量记1;云占全天2/ 10,总云量记2;其余依此类推。天空有稍许云,其量不足0.5/ 10 时,

总云量也记0。总云量记入记录表相应栏内。

64

2)低云量的观测

低云量是指天空被低云(C u、C b、Sc、St、N s)所遮蔽的成数。低云量观测方法与总云量观测

方法相同,稍有不同点是低云布满全天,但有云隙能见到青天或上层云时,低云量记10- 。低云

量记入记录表相应栏内。

3.最低云底高度的观测与记录

云高是指云底离海面的垂直距离。观测时只记录最低云底高度。观测时结合当时的季节、

天气条件及不同地理纬度进行目测,以米为单位记入相应栏内。

4.几种特殊情况的云量、云状的观测和记录

1)因雾使天空的云量、云状无法辨明时,总、低云量记10,低云状栏内记“≡”;因雾使天空

的云量、云状不能完全辨明时,总、低云量记10,低云状栏内记“ ”;可见的云状记相应栏内。

2)因霾使天空的云量、云状全部或部分不明时,总、低云量记“- ”,低云状栏记“∞”,可辨

部分的云状记录在相应栏内。若透过这些现象能完全辨明云量、云状时,则按正常情况记录。

3)夜间无月光时,若不能判断云状,则估计天空被遮蔽而看不到星光的那一部分作为总云

量。云状和低云量栏记“- ”。

四、天气现象的观测

天气现象是指在大气中、海面上及船体(或其他建筑物)上产生的或出现的降水、水汽凝结

物(除云外)、冻结物、干质悬浮物和光、电的现象,也包括风的一些特征。

船舶观测的天气现象有以下12 种:

1.霾(H aze),是指大量微尘杂质浮游在空中,使海面能见度小于10k m 的空气普遍混浊现

象。

2.轻雾(M ist)。

3.雷暴(T h understorm ),产生于积雨云中,在云与云之间或云与地之间产生的放电现象。

表现为闪电兼有雷声,有时只闻雷声不见闪电。

4.龙卷(Spout),其特征见第十五章第五节。

5.雾(F O G ),用“≡”符号表示。注意,高纬度地方出现冰晶雾也记雾。

6.毛毛雨(D rizzle)。

7.雨(R ain)。

8.雪(Snow ),是固态降水。

9.雨夹雪(R ain and S now )半融化的雪(湿雪),或雨雪同时下降。

10.阵雨(S how ery R ain)、阵雪(S honery Snow )、阵性雨夹雪(S honery R ain and Snow )。

11.冰雹(H ail),坚硬的球状、锥状或形状不规则的固态降水。

12.雷雨(T hu nder Sh oner),指雷暴和降水同时出现的现象。

天气现象的观测包括现在天气现象和过去天气现象的观测。现在天气现象是指定时观测

时所观测到的天气现象;过去天气现象是指在定时观测之前6 个小时内发现的天气现象。天气

现象用天气现象符号表示,分别记录在现在天气现象栏和过去天气现象栏内。

五、风的观测

风的观测包括风向和风速。我国新规定海面风的观测采用正点观测前10m in 内的平均风

速及相应的最多风向,这与世界气象组织(W M O )的规定一致。

65

船舶气象仪中风向风速传感器及其连接示意图如图8-9 所示。

图8-9 风向、风速传感器示意图

船舶在航行时会产生一种风向与航向相同、风

速与船速相等的风,称为船行风(V

_

s)(Ship W ind /

N avigation W ind)。船在航行时测得的风不是真风

(V

_

T )(T rue W ind),而是真风和船行风二者的合成

风(V

_

A ),又称视风(A pparent W ind)根据矢量合成

原理可以求取真风,即:

∵ V

_

A = V

_

T + V

_

S (8-8)

∴ V

_

T = V

_

A - V

_

S (8-9)

真风的计算可以由仪器自动进行,输入航向和

航速后即可显示出真风向和真风速;也可根据矢量合成分解原理在方格纸上或在海图的罗经

花上作图求取,其方法如下:

以方格纸中的一个交点或罗经花的中心为船位点S,从S 点向与航向相反的方向画船行

风矢量SA

_

,SA

_

的长度表示船速,再从S 作视风矢量SB

_

,SB

_

长度表示视风速。连接AB,矢量AB

_

即为真风矢量,箭头由A 指向B,是真风的方向,用量角器从罗经花上可量得真风向,用两脚

规量取AB 的长度,按SA、SB 同样的比例所得的风速即为真风速,如图8-10 所示。

例:某船航向090°船速10kn,测得视风向55°,视风速8m / s,试用图解法求真风。

解:如图8-11 所示,任取一线段a 作为速度(m / s)的单位长度,取一点S 为船位点,由S

画船行风矢量SA

_

,则©S¦ A

_

©¦ = 5.1a ;再由S 画视风矢量SB

_

,视风向为55°,则视风去向为55°+

180°= 235°,即由S 向235°的方向画出视风矢量SB

_

,则©S¦ B

_

©¦ = 8a ;连接A、B,矢量AB

_

即为真风

矢量,箭头由A 指向B,用量角器量得真风去向为198°,故真风向为18°,用刻度尺量得AB 长

为5.0a ,故真风速为5.0m / s。

图8-10 利用矢量合成与分解方法求真风图8-11 图解法求真风实例

求解中要注意两个问题:一是要把风速单位与船速单位换算成一致;二是图中矢量方向指

的是风速矢量方向,它们与风向相反。

当船舶气象仪失灵也无法用其他仪器观测时,必须根据海面状况进行目力测风。测定的风

向、风速分别记录在真风向和真风速栏内。在离岸较远的海洋上,风浪的来向与风向一致,可用

罗经测定风浪的来向作为真风向;根据海面征象估计风力等级,现换算成风速进行记录。

66

六、气压的观测

船上观测气压通常使用空盒气压表或器测传感器,国产空盒气压表的表面如图8-12 所

示。

图8-12 空盒气压表表面

空盒气压表的观测方法:观测前,用手轻敲一

下气压表玻璃面,待指针静止时,读取指针指示的

气压值,读数时视线要通过指针并与刻度面垂直。

将读数记在气压读数栏内,记录到小数1 位。气压

表的读数要进行如下四项订正:刻度订正(由气压

表的检定证给出);温度订正(取平均基值25℃乘

以由检定证给出的温度系数);补充订正(由检定证

给出);高度订正(取船舶平均吃水线至船上气压表

安置的高度(H )乘以0.13),此四项订正值的代数

和称为综合订正值,经订正后的数值为海平面气压

值,记到小数1 位,记录在相应栏内。

七、空气温度和湿度的观测

船上用两支规格完全相同的温度表,放在同一

环境中(如百叶箱),其中一支用来测定空气温度,称干球,另一支球部缠上润湿的沙布,称湿

球。当空气中水汽未达到饱和时,湿球因蒸发消耗热量,故湿球温度要低一些。当湿球因蒸发

而消耗的热量和其从周围空气中获得的热量相平衡时,湿球温度就不再下降,这样就维持了相

对稳定的干湿球温度差。显然,干湿球温度差越大,空气湿度越小;反之,湿度则越大;当干湿球

温度相同时,空气中的水汽就达到饱和。

百叶箱应水平地固定在空气流通、远离热源的驾驶台顶上,距离甲板1.5m 处,且箱门方

向不得与船头方向相同,通常在驾驶台外两侧各装一只。各种温度表、器测传感器应安装在百

叶箱内。

观测时,应使视线与温度表水银柱顶端保持同一高度,读数应迅速准确,先读小数,后读整

数,干湿球温度通常以摄氏度(℃) 为单位,读到小数1 位。温度读数按所附检定证进行器差订

正。当湿球纱布冻结时,停止湿球温度的观测。使用器测传感器观测应按照仪器使用说明观测

干湿球温度和相对湿度。

有了干、湿球温度值,即可利用湿度查算表,迅速查出各种湿度因子,如水汽压、相对湿度

和露点温度。

按气象观测规范要求,定期对湿球的纱布套进行更换,并应及时向水杯中加水,使湿球保

持湿润状态。一般要求加注蒸馏水,若无蒸馏水可用雨水代替,不能用其它水。

下面举例说明空气湿度的查算方法。

例:测得干球温度t= 8℃,湿球温度t′= 6℃,求水汽压(e)、相对湿度(f )和露点温度(td)。

查湿度查算表(表8-4),在t= 8℃横行与t- t′= 8- 6= 2℃纵行交点处,查出e= 7.8hP a,

f = 72% ,即水汽压为7.8hP a,相对湿度为72% 。以水汽压7.8hP a 查表8-5,得露点温度td 为

3℃。

67

湿度查算表表8-4

t

t- t′

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 e f e f e f e f e f e f e f e f e f e f e f

- 10 2.6 92 1.6 56 0.6 21 - 9 2.9 93 1.8 59 0.8 26 - 8 3.1 93 2.1 62 1.0 31 - 7 3.4 94 2.3 65 1.3 35 0.2 7 - 6 3.7 95 2.6 67 1.5 39 0.5 12 - 5 4.0 96 2.9 69 1.8 43 0.7 18 - 4 4.4 97 3.2 71 2.1 46 1.0 22 - 3 4.8 97 3.6 73 2.4 50 1.3 27 0.2 4 - 2 5.2 98 4.0 76 2.8 53 1.6 31 0.5 10 - 1 5.6 99 4.4 77 3.2 56 2.0 35 0.8 15 湿

球已结

冰

0 6.1 100 4.9 80 3.7 60 2.5 41 1.4 22 0.2 4 1 6.6 100 5.3 81 4.1 62 2.9 44 1.7 28 0.6 9 2 7.0 100 5.8 82 4.5 64 3.3 47 2.1 30 0.9 13 3 7.6 100 6.3 83 5.0 66 3.7 49 2.5 33 1.3 17 4 8.1 100 6.8 84 5.5 67 4.2 51 2.9 36 1.7 21 0.5 6 5 8.7 100 7.3 84 6.0 68 4.7 54 3.4 39 2.1 25 0.9 10 6 9.4 100 7.9 85 6.5 70 5.2 56 3.9 41 2.6 28 1.3 14 7 10.0 100 8.6 85 7.1 71 5.8 57 4.4 44 3.1 33 1.8 18 0.6 5 8 10.7 100 9.2 86 7.8 72 6.3 59 4.9 46 3.6 34 2.3 21 1.0 9 9 11.5 100 9.9 87 8.4 73 7.0 61 5.5 48 4.2 36 2.8 24 1.5 13 10 12.3 100 10.7 87 9.1 74 7.6 62 6.2 50 4.8 39 3.4 27 2.0 16 0.7 8 露点查算表表8-5

绝对湿度

e(h P a)

露 点

td(℃)

绝对湿度

e(hP a)

露 点

td(℃)

绝对湿度

e(hP a)

露 点

td(℃)

绝对湿度

e(hP a)

露 点

td(℃)

1.4 - 19 3.5～3.7 - 7 7.9～8.4 4 17.7～18.7 16 1.5 - 18 3.8～4.0 - 6 8.5～9.0 5 18.8～20.0 17 1.6 - 17 4.1～4.3 - 5 9.1～9.6 6 20.1～21.3 18 1.7～1.8 - 16 4.4～4.7 - 4 9.7～10.3 7 21.4～22.6 19 1.9 - 15 4.8～5.0 - 3 10.4～11.1 8 22.7～24.1 20 2.0～2.1 - 14 5.1～5.4 - 2 11.2～11.8 9 24.2～25.6 21 2.2～2.3 - 13 5.5～5.8 - 1 11.9～12.7 10 25.7～27.2 22 2.4～2.5 - 12 5.9～6.1 - 0 12.8～13.5 11 27.3～28.9 23 2.6～2.7 - 11 6.2～6.3 + 0 13.6～14.5 12 29.0～30.7 24 2.8～2.9 - 10 6.4～6.7 1 14.6～15.4 13 30.8～32.6 25 3.0～3.2 - 9 6.8～7.3 2 15.5～16.5 14 32.7～34.6 26 3.3～3.4 - 8 7.4～7.8 3 16.6～17.6 15 34.7～36.7 27 八、表层海水温度的观测

表层海水温度是指海水表面到0.5m 深度之间的海水温度,单位为摄氏度(℃)。表层海水

温度采用表层水温表进行观测。

观测时,采水点应避开船舶排水孔,先将帆布桶放在海水中感温1m in 后采水提上,把表

层水温表放入桶中搅动感温2m in 后读数。读数时,水温表贮水杯不能离开采水桶的水面,并

68

将水温表倾斜,使眼睛与水温表水银柱头保持在同一水平面上,先读小数后读整数。夜间观测

时,应将水温表置于眼睛与光源之间进行读数,尽量不将水温表提出帆布桶,如不能在桶内读

数,应保留水杯中的海水。观测完毕应用淡水冲洗观测用表及帆布桶。因大风浪或冰冻等因素

影响观测时,可不观测。当用其他水温仪器观测时,按其具体使用方法进行。

九、海浪的观测

采用目测的方法进行观测,项目包括风浪高、涌浪高和涌浪向。浪高的单位为米(m ),涌浪

向的单位为度(°),观测点应选择在视野开阔处,观测波高时首先要区分出风浪和涌浪,各挑选

较远处3～5 个显著大波,分别估计它们的波高,然后取平均作为风浪和涌浪的波高值,精确到

小数1 位,记入相应栏内。

观测时可利用船体吃水线至甲板的距离作为测定波高的参考标尺。若波长大于船长时,可

在船处于波谷时观测前后的波峰高度相当于船身高度的倍数(或几分之一)来确定波高。观测

时,如果船体发生倾斜,则应进行适当的倾角订正。观测涌浪向时用罗经上的方位仪,使瞄准线

平行于离船较远、波高较大的涌浪波峰线,然后转动90°,使其对着涌浪来向、则指针读数即为

涌浪来向。需要说明的是海面上可能同时存在从几个方向来的涌浪,按规定只对其中波高最大

的那列涌浪的波高和涌浪向进行观测。

十、表层海水盐度的观测

表层海水盐度是指海水表面到0.5m 深度之间的海水实用盐度。海水实用盐度由如下公

式确定:

S= a 0+ a 1k1 / 2

1 5 + a2k15+ a3k3/ 2

15 + a 4k2

15+ a 5k5/ 2

15 (8-10)

式中: S 为实用盐度,a 0= 0.0080,a 1= - 0.1692,a 2= 25.3815,a 3= 14.0941,a 4= - 7.0261,a 5

= 2.7081,k1 5表示温度为15℃时,一个标准大气压下,海水样品的导电率和相同温度和压强下

质量比为32.4356× 10- 3的氯化钾容液的导电率的比值。当k15精确地等于1 时,海水样品的实

用盐度恰好等于35,即Σa i= 35.0000。表层海水盐度单位为无量纲,精确度要求为±0.05。

海水采样与保存方法;① 每天06Z 测水温时采水样一瓶;②采用密封性能好的样品瓶,用

帆布桶采水,每次采集量至少250m l;③装样品时,先倒净瓶中剩余海水,用现采海水冲洗样品

瓶及瓶塞两遍,然后灌入海水样品,盖紧瓶塞,记下瓶号;④ 海水样品必须放在室内阴暗处,待

到港后交测报管理部门。

十一、海发光的观测

海发光是指夜间海面出现的浮游微生物的发光现象。观测时站在背光的黑暗处,注视海面

浪花或航行航迹浪花上的发光现象。对照表8-6 按发光强度分成5 个等级,记入海发光栏内。

海发光等级表表8-6

等 级海 发 光 程 度等 级海 发光 程 度

0 无海发光现象3 发光显著可见1 发光勉强可见4 发光特别明亮2 发光明晰可见69

十二、铅直海水温度观测

铅直海水温度是指垂直方向上海水温度的连续分布。观测要素包括海水温度、深度及观测

时相应的船舶位置。海水温度单位为摄氏度(℃), 海水深度单位为米(m ),经纬度单位为度

(°)。温度的精度为±0.2℃,深度的精度为±5m 。

测量水温的铅直分布, 一般采用抛弃式温深仪(X B T )来进行观测,作业海域一般适用于

大洋或水深不小于400m 的海区,其他水域如无特殊需要,不宜用此仪器测量。用X B T 观测

时, 弹头发射失败或记录失常, 应马上进行重测。具体观测方法详见使用说明书及G B / T

12763.2—1991 第三篇海洋调查规范—— 海洋气象观测中的有关规定。

十三、报告电码

1.电码形式

B B X X D D D D Y Y G G iw 99L aL aL a Q cL oL oL oL o 4ixhV V N ddff 1SnT T T 4P P P P 7W W W 1W 2 8N hC L C M C H 222D SV S O SnT W T W T W

2/ / H W H W 3dw 1dw 1 / / 4/ / H w 1H w 1 电码符号内容及编报规定,可参看新版《船舶海洋水文气象辅助测报规范》一书。

2.编报总则

1)本电码用来编发每日00、06、12、18(世界时)船舶水文气象观测报告。

2)测船在定时观测项目全部结束后,1h 内应完成编发报,确因特殊情况在本时次无法完

成发报工作时,应在下一发报时间内继续拍发。

 

第八章 海洋气象之海浪

海洋波浪是制约船舶运动的首要因素。实际航速主要受制于浪高和浪向,因此大风浪中航

行会造成舵效降低、航速下降。另外,受巨浪冲击还会损伤船体,造成“中拱”或“中垂”现象,严

重时能使船体断裂;当船舶摇摆周期与波浪周期相同时,会发生共振现象,有导致船舶倾覆的

危险等。所以,航海者必须掌握海浪的变化规律。

第一节 概 述

一、波浪要素

波浪最明显的特征是水面周期性地起伏,即就某一时刻而言,每隔一定距离出现一个峰和

一个谷,就某一固定地点而言,每隔一定时间出现一个峰和一个谷。

图8-1 波浪要素

为讨论方便,当海浪发生时,先将其看成简单的

正弦波(或余弦波),如图8-1 所示,并定义如下波浪

要素:①波峰,指波面的最高点;②波谷,指波面的最

低点;③波高(H ),指相邻的波峰与波谷之间的垂直

距离;④波幅(a ),指波高的一半,即a = H / 2;⑤ 波长(λ),指相邻的两个波峰(或波谷)间的水

平距离;⑥ 波陡(δ), 指波高H 与波长λ之比,即δ= H / λ,其值表示波峰陡峭程度;⑦ 周期

(T ),指两相邻的波峰(或波谷)相继通过一固定点所需要的时间;⑧波速(c),指波形的传播速

度,即波峰(或波谷)在单位时间内的水平位移,λ、c 和T 三者之间满足如下关系:c= λ/ T ;⑨波

峰线,指沿垂直于波浪传播方向通过波峰的线;L波向线,指垂直于波峰线的线; 频率(f ),指

周期的倒数,即f = 1/ T 。

52

二、海洋波浪的分类

海洋波浪的种类很多,下面就对其作简单介绍。

1.按周期或频率分类

图8-2 中列出了海洋中各种不同周期的波。由图下部海浪能量谱可见,海浪大部分能量集

中在周期为4～12s 的波范围内,因此海浪属于重力波范围。其中最常见的重力波是风浪和涌

浪。

图8-2 根据周期和频率划分的各类波浪示意图

2.按成因分类

1)风浪和涌浪 由风的直接作用所引起的水面波动称为风浪(W ind W ave);风浪离开风

区传至远处或者风区里风停息后所遗留下来的波浪称为涌浪(Sw ell)。俗话说“无风不起浪”指

的就是风浪,“无风三尺浪”指的则是涌浪。人们习惯上将风浪、涌浪以及由它们形成的近岸浪

统称为海浪。

2)海啸 由于海底或海岸附近发生地震或火山爆发所形成的海面异常波动, 称为海啸

(T sunam i),又称地震波。其特点是周期很长(约15～60m in)、波长很长(常达几百千米)、波速

很大(每小时可传播几百甚至上千千米)。在外海海啸坡度很小,较难观测到,但当它传至近岸

时,由于水深变浅,波高剧增,可达10m 以上,最大可达25m ,危害甚大。在震中附近航行的船

舶,因海水上下振动(纵波)而有触礁的感觉,称为“海震”。世界上常受海啸袭击的国家和地区

有日本、菲律宾、印度尼西亚、加勒比海、墨西哥沿岸和地中海。这些国家和地区现已设立海啸

报警系统。航行船舶克服海啸危害的有效方法是及时将船驶入深水区或封闭式港口内。

3)风暴潮 由于强烈的大气扰动(如强台风、强锋面气旋或寒潮大风等)而引起的海面异常上

升现象,称为风暴潮(Storm S urge)。风暴潮主要是因海面大气压强分布不均匀和大风所造成的。统

计表明,受风暴影响时,气压每下降1hP a,海面约升高1cm 。当风暴向岸边移动时,受强风牵引海水

涌向岸边,使沿海海面明显升高,海面升高的幅度与风速的平方成正比。若强风吹向的是半封闭的

V 型海湾,则海面升高更加显著。风暴潮与天文潮同时发生,如果适逢天文大潮,会导致水位暴涨,

可造成十分严重的危害。我国风暴潮多发区有莱州湾、渤海湾、长江口至闽江口、汕头至珠江口、雷

州湾和海南岛东北角一带,其中莱州湾、汕头至珠江口是严重多发区。

4)内波 在海洋中,密度相差较大的水层界面上的波动称为内波(Internal W ave)。内波

的振幅常达几十米,甚至上百米,内波对航行船舶的影响有两种情况:

53

(1)“死水” 由于船舶前进时带动了上部密度较小的水层在密度较大的水层上滑动,从而

形成了内波。这时,船舶的运动能量都消耗在这种内波上,所以尽管开足功率,也难以前进,故

称这样的海面为“死水”。

(2)共振 当船舶的固有摇摆周期与内波周期重合时,就会出现共振现象,使船舶摇摆幅

度大大增加。

船舶克服“死水”和“共振”的有效方法是改变航速和航向。

5)潮汐波 有关内容见第九章。

3.按水深相对于波长的大小分类

1)浅水波 波长远大于水深的波称为浅水波(其波长至少是水深的20 倍)。根据波浪理

论,浅水波波速c= g h (h 为水深),可见,浅水波波速与波长和周期无关,只取决于水深,水

越深,波速就越大。另外,浅水波的运动会受到海底摩擦作用的影响。

2)深水波 波长远小于水深的波称为深水波。可以证明,深水波的波速公式为:

c=

g

2π

λ (8-1)

将λ= cT 代入上式得:

c=

g

2π

T ≈1.5T (8-2)

λ=

g

2πT 2≈1.5T 2 (8-3)

这表明,深水波的波速c(m / s)在数值上等于其周期T (s)的1.5 倍,而波长λ(m )等于其

周期T (s)平方的1.5 倍。可见深水波的波速与波长和周期有关,而与水深无关。海底的摩擦作

用对深水波运动的影响可以忽略不计。

海洋中的大部分波浪不是具有深水波性质就是具有浅水波的性质。

三、水质点的运动与波形传播的关系

海洋中海浪波形的传播运动与水质点本身的运动是有区别的。在理论上可以证明,深水波

图8-3 前进波中水质点运动示意图

中水质点的运动轨迹是圆,其直径在海面上等于波高,海

面以下,则以指数形式迅速减小。当水质点运动到最高位

置时,其运动方向与波向一致;当水质点运动到最低位置

时,其运动方向与波向相反,如图8-3 所示。当波面上每

个水质点在自己的平衡位置附近完成一次圆周运动时,

整个波形就向前传播一个波长的距离。相邻水质点落后

的相角越小,则波长越长,反之,则波长就越短。

浅水波中水质点运动的轨迹为椭圆,其长轴和短轴都随着与海面距离的增加而减小,但长

轴减小慢,短轴减小快,在海底短轴为零。

由上述可见,波浪是沿海面向前传播的,而海水质点则是在原地附近作周期运动,海洋学

上把这种类型的波浪称为前进波。风浪、涌浪都是前进波。

第二节 群波和驻波

实际海洋中的波浪十分复杂,许多情况下不能用简单的正弦波来说明,而若把它看成是由

54

若干个正弦波叠加而成的,便可以解释许多海洋中的波动现象。

一、群 波

观测表明,海洋中的波浪常以“群”的形式出现。当许多周期和波长不同但很相近的简单波

动沿着同一方向传播时,在固定地点,有时出现振幅大的波动,有时出现振幅小的波动,两者相继交

错发生,看起来大波是一群一群出现的,故称之为群波(G roup of W aves)。设两列波向、振幅相同,

波长和周期稍有差别的正弦波相互叠加,其合成波形如图8-4 下部所示。由于两列波的相位由相反

逐渐变成相同,又由相同逐渐变成相反,所以合成波的振幅由小变大,又由大变小,形成有规律的排

序。它们的包络线形成了一条正弦曲线(图下部虚线)。包络线所表示的波形也向前传播,其传播速

度称为群速(cg)。群速(振幅相同而周期不同的两列波所产生的差拍。如果两列波以相同的相速传

播,那么“差拍”也以同样的速度传播)通常慢于其中个别波的波速。

图8-4 群波

研究证明,深水波的群速为相速的一半,而浅水波的群速与相速相同。海员所观测到的海

面上实际波面形状经常与群波很接近。

二、驻 波

波面随振幅的变化作上、下振动而波形不向前传播的波浪称为驻波(Standing W ave)。当

图8-5 驻波

两列振幅、波长、周期相近但传播方向相反的前进

波相叠加时,就会形成驻波,如图8-5 所示。在驻波

中,波腹处的水质点只作垂直运动,在波节处的水

质点只作水平运动,在波腹与波节之间的水质点,

既有垂直速度又有水平速度。当波面处于最高或最

低位置时,水质点的速度为零,波面升降速度为零;

当波面处于水平位置时,水平流速的绝对值最大,

波面升降也最快。在海滨峭壁处常出现驻波;在热带气旋眼区出现的“金字塔”浪亦属于驻波性

质。

第三节 风浪、涌浪和近岸浪

一、风 浪

1.风浪的特征

55

风吹过海面时,海面上就会形成风浪。风浪形成后,通常都具有周期短、波峰尖、波面不规

则的特征,其方向(指来向)与风向较为一致。当风力作用停止后,风浪在重力和摩擦力的作用

下逐渐衰减。

2.影响风浪成长的三要素

风浪是由于风直接作用于海面而形成的,所以一般而言,风速越大,产生的风浪也越大,蒲

氏风级表就反映了风力大小与风浪波高之间的这种对应关系。但事实上风浪的大小除取决于

风速大小外,还与风时和风区有关。风速、风时和风区称为影响风浪成长的三要素。此外,水深

以及海域特征等因素对风浪的大小也有影响。下面简单介绍风的三要素对风浪的影响。

1)风区和风时的概念

风区是指受风速、风向近似一致的风作用的海域。沿风吹的方向,从风区上沿至下沿的距

图8-6 风浪随风区长度的分布

离F 称为风区长度或风程,如图8-6 所示。风区越长,风浪

在风区内移行得越远,其就越发展。在风速和持续吹刮的

时间相同时,湖面上的浪没有大洋上的浪来得大,其原因

就是风浪的成长受到了风区的限制。

风时是指近似一致的风速和风向连续作用于风区的

时间。通常,风时越长,海水所获得的动能越大,风浪也就

越大。当考虑某个方向的风浪发生和发展时,可近似地把在该方向左右30°范围内变化的风都

包括在内,因为它们基本上对该方向的风浪发展产生相同的影响。

2)风浪的三种状态

下面通过对风浪三种状态的介绍,来进一步揭示风速、风时、风区与风浪发展的关系。

①过渡状态 假设某一恒定的风开始在大洋上吹刮,风向如图8-6 所示。风区内各点由于

受到均匀风的作用,将同时产生风浪,并开始向风吹去的方向传播。随着恒定风持续吹刮时间

的增加(即风时增加),风区内各点的波浪要素(如波高)不断增大(包括图中A 点),风浪的这

种状态称为过渡状态。在这种状态下,风时越长,波浪要素越增大,即风浪的成长取决于风时的

长短。

②定常状态 风区内不同地点上处于过渡状态的风浪,随着风时的增加,它们以后的发展

情况是不同的。以A 点为例,经历了一定的风时后,该处的风浪增大到一定值后就不再增大

了,即达到了该风区下的最大状态,即使风无限期地吹下去,由于风区长度(F A )的限制,风浪

也不能继续成长,这时的风浪已趋于稳定,风浪的这种状态称为定常状态。显然,当A 点的风

浪达到定常状态时,A 点左侧各点因风区长度比其短,而先于A 点达到定常状态,其中上风沿

处最早;但各点风浪高均低于A 点,上风沿处最小,离A 点越近,浪高越大,即风浪大小取决于

风区长短,风区越长,风浪越大,如图8-6 所示。

当A 点刚刚达到定常状态时,A 点右边任何点的风浪还未受到风区长度的制约,随着风

时的增加风浪还能增大,即这些点的风浪仍处于过渡的状态。

③充分成长状态 由上述讨论可知,在A 点之右,随着风时和风浪在风区内移行距离的

增加,风浪便不断发展。但风浪的发展并不是无限制的。即使风区和风时不受限制,当波陡δ接

近1/ 7 时,波浪便开始破碎,浪高停止发展。这是因为风传递给风浪的能量,除用于增大波高

外,还有相当一部分能量消耗于涡动引起的摩擦上。当风浪成长到一定尺寸时,涡动作用消耗

的能量比能量输入增加得快,直到风浪的能量收支达到平衡时,风浪停止增长而达到极限状

态,海洋学上称这种状态为风浪的充分成长状态,该状态下的风浪称为充分成长的风浪。充分

56

图8-7 不同风速时形成充分成长的风浪所需要的最小风时和最小风区

成长的风浪要素仅仅取决于风速的大小。风速越

大,充分成长的风浪波高越大。

对于给定的风速而言,存在风浪充分成长所

需要的最小风时和最小风区,图8-7 就给出了这

三者之间的关系。由图可见,风速越大,风浪充分

成长所需要的最小风时和最小风区就越大。例

如,当风速为20kn 时,最小风区为75n m ile, 最

小风时为10h; 当风速为30kn 时, 最小风区为

280n m ile,最小风时为23h 。

3.浅水中风浪的成长

风浪的成长还与风区水深有关。当风速很小

或风浪处于初始成长阶段时,浅水区的风浪成长

几乎与深水区的相同;但在风速、风时和风区较

大时,风浪成长至足够的浪高后,浅水区的风浪

将受到水底摩擦力影响引起能量消耗,从而影响风浪的继续成长。因此当风速相同时,浅水区

中的风浪尺寸比深水中的要小。

二、涌 浪

1.涌浪的特征

涌浪与风浪不同,其波形较规则,波峰圆滑,波速与波长都较大。涌浪的方向(亦指来向)与

海面实际风向无关,两者间可成任意角度。

2.涌浪的传播特性

随着传播距离的增加,涌浪波高逐渐降低,周期不断增大,能量逐渐减小。导致涌浪衰减的

原因之一是涡动粘滞性引起的能量消耗。风浪离开风区后,不再得到能量,而其经过风力平静

或风向不同的海域时,受到海水的涡动粘滞摩擦、空气阻力等作用,本身能量被不断消耗,从而

使波高减小。涌的这种衰减是有选择性的,波长大的衰减慢,波长小的衰减快。首先衰减的是

那些叠加在大浪上的微波,所以,涌浪的波面一般比较光滑,波长较长。涌浪衰减的另一原因是

散射作用。风浪离开风区后,向较宽阔的水域散开,能量散布于较大的水域。

在波高衰减的同时,涌浪的周期和波长都在增加。所以随着传播距离的增加,波长较长、周

期较大的波越来越显著。因此,涌浪又称为长浪。

涌浪是一种较规则的移动波,其波速cs(m / s),波长λs(m )和周期T s(s)之间有如下关系

式:

cs= 1.5T s (8-4)

λs= 1.5T 2s

(8-5)

由以上公式可见,长波比短波波速大,再加上短波衰减快,所以随着传播距离的增加,中长

波总是跑在最前面,且移速往往比海上风暴系统移速快2～3 倍,故常把涌浪作为预测海上台

风等风暴系统来临的征兆。

三、近 岸 浪

当波浪传至浅水区或近岸区域后,由于受到水深变浅、地形等影响,波浪传播方向、波形等

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会发生变化,这种变形波浪称为近岸浪(C oastal W ave/ B each W ave)。

1.波向折射和绕射

波浪传至近岸区域后,受海底地形和海岸线的作用,波向发生折射,折射的结果使波峰线

越来越趋于与等深线平行,因此当外海传来的波浪接近海岸时,通常可观测到波峰线平行于海

岸的现象。若波浪在传播过程中遇到岛屿、海岬或防波堤等的阻挡,其会绕过障碍物进入被这

些障碍物所遮蔽的水域,通常波高会有所降低。

2.波高增大,易卷倒和破碎

图8-8 拍岸浪

当波浪由深水区传至近岸浅水区后,由于水深变浅,海浪能

量集中在越来越薄的水层内,于是波高明显(甚至急剧)增大,波

长变短,使波陡迅速增大,当波陡约为0. 78 时,波浪极不稳定,

很容易发生破碎。若波高增加到接近水深时,波谷处的水质点受

海底摩擦的影响,其速度要比波峰处的水质点速度慢,导致波前

不断变陡,当波前几乎成垂直状态时,波浪就卷倒和破碎。称为“破浪”。在海岸附近的破浪称

为推岸浪,如图8-8 所示。当海岸线有曲折时,在凸处破碎的浪要高于在凹处破碎的浪,因此通

常岬角尖端破浪高,而海湾内破浪较小,可作为避风锚地。

四、其它因素对波高的影响

1.海流

如果浪向与流向成一定的夹角,则波浪通过海流后不仅波高、波长发生变化,而且波浪的

传播方向也发生变化,海浪对波浪的这种影响,称为流波效应。据统计,当海流流速为2～3kn,

风速为10～15m / s 时,波浪传播方向与海流流向相向或接近相向的情况下,其波高增加最大,

比无流时的波高增大约20% ～30% 左右,并使部分波浪破碎或全部破碎。当波浪传播方向与

流向相同时,波长增大,波高减小。当流速与波速相比可以忽略时,则可以不考虑流的影响。

2.水、气温差

研究表明,在风速相同的条件下,气温低于水温时,比水、气温度相等时的波高要高。气温

比水温低得越多,波高增大越明显。据统计,当气温比水温每低1℃时,波高平均以5% 的比率

增高。所以,当有强冷空气时,水、气温差加剧,海面状况容易恶化。例如,冬季北太平洋上,在

日本关东东部的黑潮流域,水、气温差可达5℃～10℃以上,再加上冬季季风时,海浪和海流接

近于相向传播,波流效应也较显著,而且常有气旋在这一海域爆发性发展,所以有时出现比预

想高得多的恶劣海况,是海事多发海域,故有“魔鬼海域”之称,冬季船舶应尽量避开这个海域。

第四节 有效波高和合成波高

实际海面上的波浪是比较复杂的,有时不具有严格的周期性,因此,在实际应用中常用统

计学方法来描述它的特征。为此,先对前述某些波浪要素定义加以修正。

一、波浪要素的修改定义

波高:相邻的显著波峰与显著波谷间的高度差。

周期:相邻两显著波峰出现的时间间隔。

波长:相邻两显著波峰(或显著波谷)间的水平距离。

58

二、几种常用的统计波高

1.平均波高

连续观测几个波,取所有波高的平均值称为平均波高,用H� . 表示,即

H� .=

Σ

n

i= 1

H i

n

(8-6)

式中: H i 为各实测波高。可见,平均波高反映了海面波高的平均状态。

2.有效波高

将连续观测到的波高按大小排列起来,并就其中最高的一部分波高计算平均值,称为部分

大波的平均波高。例如,对于最高的1/ 100、1/ 10、1/ 3 的波,其平均波高分别以符号H 1/ 100、

H 1/ 1 0、H 1/ 3表示,它们的意义是:如果共观测1000 个波,则分别代表其中最高的10、100、333 个

波的平均波高。部分大波平均波高能反映出海浪的显著部分或特别显著部分的状态。

习惯上将H 1/ 3称为有效波高,具有这种波高的波称为有效波。有效波高是航海上应用最

多的一种波,如传真波浪预报图上的预报波高就是有效波高。一个有经验的海员直接目测到的

波高非常接近于有效波高值。

3.合成波高

是风浪波高H w 和涌浪波高H s 两者的合成波高,用H E 表示,即

H E = H 2w

+ H 2s

(8-7)

式中: H w 和H s 为海上观测船分别目测得到的平均显著波高。

传真波浪分析图上的波高是合成波高。

三、有效波高与其它统计波高的关系

假设有效波高为1m 时,其它统计波高与有效波高的比值如下:

H� .:0.63;H 1/ 1 0:1.27;H 1 / 10∶0 1.61;H 1/ 100∶0 1.94。

由上述各波高间的关系可知,有效波高大于平均波高,但船舶在海面上实际观测到的某些

波高可能比波浪图上的波高要大,个别波高甚至2 倍于波浪图上所示的波高值,这一点航海者

必须引起重视。

第五节 船舶海洋水文气象观测与编报

一、概 述

1.意义

船舶海洋水文气象辅助测报(简称船舶测报)是指组织海上生产运输船、渔船及其它从事

海上活动的船舶进行海洋水文气象观测,并且把观测数据由报务员或驾驶员通过G M D SS (全

球海上遇险安全系统)的有关设备发送至岸上气象台站。它是全球天气网的重要组成部分,对

提高海洋环境预报的准确率,保障船舶航行安全有极其重要的意义。

为提高和改进测报工作,实现测报规范化、资料产品标准化,便于国际船舶资料交换及直

接服务于海洋经济开发,经国家技术监督局批准,国家海洋局已编写出版了新的《船舶海洋水

59

文气象辅助测报规范》(简称船舶测报规范)。该规范从2000 年2 月1 日起正式实施,在观测中

必须严格遵守。

2.基本要求

1)船舶测报所获得的资料应能反映出测报船舶(以下简称测船)所在海域的水文气象基本

状况。

2)船舶测报包括海上水文气象要素的观测、编报和以后的资料处理。

3)测船的测报项目及其测量的准确度等一经确定后不得随意变动。

3.观测项目、时次、程序

1)观测项目

气象项目:海面有效能见度、云、天气现象、风、气压、空气温度和湿度等。

水文项目:海浪、表层海水温度、表层海水盐度、海发光和铅直海水温度等。

2)观测时次

观测时间一律使用世界时,每天按00、06、12、18 时四次观测,但用来测量表层海水盐度的

水样每天06 时采集一次,海发光每天在天黑后进行观测,铅直海水温度每天00、12 时进行观

测。如遇海上天气、海况恶劣的情况,其中风、气压、海浪等项目加密到每小时观测一次。

3)观测程序

测船离港后,按规范进行测报。观测程序由测船自行安排,每次观测应从正点前30m in 开

始至正点结束。但气象项目观测应安排在正点前15m in 内进行,其中气压要素应在接近正点

时观测。遇有船只避让等特殊情况不能准时观测时,可在正点后30m in 内补测完毕,并在记录

表中有关栏内注明。因故无法补测时,应注明原因。观测要素记录格式见表8-1。

船舶海洋水文气象辅助测报记录表表8-1

船名: 年 月 日第 航次

世界时 G G (北京时) 00h(08) 06h(14) 12h(20) 18h(02) 航线由 到由 到由 到由 到

船

位

纬度(L aL aL a)

经度(L oL oL oL o)

航向(D sD sD s)

航速(V sV s)

观测前3h 内主导航向D s

观测前3h 内平均航速V s

kn kn kn kn

云

总云量N / 低云量N h — — — —

云状

高云C H 电码

中云C M 电码

低云C L 电码

最低云高h 电码m m m m

能见度V V 电码km km k m km

现在天气现象w w 电码

60

续上表

世界时 G G (北京时) 00h(08) 06h(14) 12h(20) 18h(02) 航线由 到由 到由 到由 到

过去天气现象W 1W 2 电码风浪波高H w H w 电码m m m m

涌浪来向dw 1dw 1 电码涌浪波高H w 1H w 1 电码m m m m 风

合成风向

合成风速m / s m / s m / s m / s

真风向dd

真风速ff m / s m / s m / s m / s

干球

温度

读 数器差

订正后T T T

湿球

温度

读 数器差

订正后T cT cT c

相对

湿度

读 数器差

订正后

气压

读 数

综合订正

海平面气压P P P P hP a hP a hP a h P a

表层

水温

读 数器差

订正后T w T w T w

采水瓶号盐度

海 发 光

观 测 员

记 要 栏

年 月 日

B B X X B B X X B B X X B B X X B BX X 4P P P P 4 4 4 4 D D D D 7w w W 1W 2 7 7 7 7 Y Y G G iw 8N h C L C H C H 8 8 8 8 99L aL aL a 99 99 99 99 222D sV s 222 222 222 222 Q cL 0L 0L 0L 0 0SnT w T w T w 0 0 0 0 4ixhV V 4 4 4 4 2/ / H w H w 2/ / 2/ / 2/ / 2/ / N ddff 3dw 1dw 1/ / 3/ / 3/ / 3/ / 3/ / 1SnT T T 1 1 1 1 4/ / H w 1H w 1 4/ / 4/ / 4/ / 4/ / 4.观测资料的实时传送和非实时资料的报送

1)观测资料的实时传送

每次观测记录工作完毕,应按规定进行编码后发报。观测资料的实时传送由船上报务人员

(或驾驶员)负责并按时次实施。测船应将观测报文发给指定的海岸电台或接收岸站。参加船

61

舶测报资料国际交换的测船,应将观测报文发给航行中接近的指定的海岸电台或接收岸站。报

文的发送是免费的。

2)非实时资料的报送

测船测报后的每一次观测记录均应妥善保管,到达国内港口后应主动报送或通知就近的

船舶测报管理部门收取。

5.一般规定

测报人员每日定时校对观测钟表,使之24h 内误差不大于1m in。观测使用的仪器设备,必

须是经国家批准生产的或经国家有关机构鉴定确认质量合格的产品,且在仪器检定的有效期

内。严禁使用超检仪器进行观测,超检仪器由船舶测报管理部门送指定单位检定。观测前巡视

检查仪器设备,定期对仪器进行维护保养,发生故障应及时排除或更换,并在记录表备注栏内

注明。当仪器有故障时,应用备用仪器观测或目测。测报管理部门要建立测船测报工作情况的

技术档案,并及时按规定认真填写。各测报管理部门对收集的资料按规定进行处理并按时上

报。

二、海面有效能见度的观测

1.海面能见度的概念

在海上, 正常目力所能见到的最大水平距离,称为海面能见度(V isibility),以km 或n

m ile 为单位表示。所谓“能见”就是能将目标物的轮廓从天空背景上分辨出来。

雾是影响海面能见度最主要的因子。其它如沙尘暴、烟、雨、雪和低云等也能使能见度变得

恶劣。

2.海面能见度的等级

根据能见距离的大小,将能见度分成0～9 共10 个等级,见表8-2。能见度好,等级大;能见

度差,等级就小。在气候资料和世界各国发布的天气报告中,通常以“用语”来表示能见度情况,

即能见度恶劣( V isibility B ad )、能见度不良(V isibility P oor)、能见度中等( V isibility

M oderate)、能见度良好(V isibility G ood)、能见度很好(V isibility V ery G ood)和能见度极好

(V isibility E xcellent),它们与能见度等级之间的对应关系见表8-2。

海面能见度等级表表8-2

等 级

能 见 距 离

n m ile km

能见度鉴定海上可能出现的天气现象

0 1

2

< 0.03 0.03～0.10

0.10～0.25

< 0.05 0.05～0.2

0.2～0.5

能见度低劣

浓雾

浓雾或雪暴

大雾或大雪

3 4

0.25～0.50 0.50～1.00

0.5～1 1～2

能见度不良

雾或中雪

轻雾或暴雨

5 6

1～2 2～5

2～4 4～10

能见度中等

小雪、大雨、轻雾

中雨、小雪、轻雾

7 5～11 10～20 能见度良好小雨、毛毛雨8 11～27 20～50 能见度很好无降水9 ≥27 ≥50 能见度极好空气澄明62

3.海面能见度的观测

在海上,观测的是海面有效能见度。海面有效能见度是指视力正常的人在当时条件下能见

到的海面1/ 2 以上视野范围内的最大水平距离,以km 为单位,准确度为20% 。

观测时,应选择在船上较高、视野开阔的地方(夜间应站在不受灯光影响处)。白天观测应

根据水天线的清晰度判断海面有效能见度,当水天线完全看不清楚时,则按经验判定,参照表

8-3。夜间观测时,应先在黑暗处停留至少5m in ,待眼睛适应后进行观测,或可根据月光、天黑

以前能见度的变化趋势以及当时天气现象和气象要素的变化情况,结合实践经验进行估计。

海面有效能见度参照表表8-3

海天交界线清晰程度

海面有效能见度(km )

眼高出海面≤7m 时眼高出海面> 7m 时十分清楚> 50.0 清楚20.0～50.0 > 50.0 勉强可以看清10.0～20.0 20.0～50.0 隐约可辨4.0～10.0 10.0～20.0 完全看不清< 4.0 < 10.0 海面有效能见度的记录取一位小数,能见距离不足0.1km 时,记0.0;当夜间无星光、无月

光无法进行观测时,相应栏记“- ”。

三、云的观测

云的观测包括云状、云量和最低云的云底高度三要素。云的观测应尽量选择在能看到全部

天空和水天线的位置上进行。观测时,如阳光较强,需戴黑色或暗色眼镜,夜间观测时应避开较

强灯光进行。

1.云状的观测和记录

观测时,应注意当时云的外形特征、结构、色泽及高度和各种常见的天气现象,根据不同地

理纬度,不同季节,结合云的发展演变过程,参照云图等综合判断。

1)低云族:有积云、积雨云、层积云、层云、雨层云(碎雨云)五属。

(1)积云(C u):垂直向上发展、顶部呈圆弧形或圆弧形重叠凸起,而底部几乎是水平的云

块,云体边界分明(包括破碎的不规则的积云块)。如果积云和太阳处在相反的位置上,云的中

部比隆起的边缘要明亮;反之,如果处在同一侧,云的中部显得黝黑但边缘带有鲜明的金黄色;

如果光从旁边照映着积云,云体明暗就特别明显。积云一般无降水。

(2)积雨云(C b):云体浓厚庞大,垂直发展强烈,远看很像耸立的高山。云顶由冰晶组成。

有白色的丝缕状结构,常呈砧状或马鬃状。云底明暗混乱起伏明显,有时呈悬球状结构。积雨

云常产生雷暴、阵雨(雪)天气,有时伴有阵性大风,有时降冰雹,云底偶有龙卷产生。

(3)层积云(S c):团块、薄片或条形组成的云群或云层,常成行、成群或呈波状排列,云块个

体都相当大。云层有时布满全天,有时分布稀疏,常呈灰色、灰白色,其中常有若干部分比较阴

暗。层积云有时可降雨、雪,但强度一般微弱。层积云除直接生成外,也可由高积云、层云、雨层

云演变而来,或由积云、积雨云扩展或平衍而成。

(4)层云(S t):云底低而均匀的云层,像雾但不接触地面或海面,呈灰色或灰白色。层云除

直接生成外,也可由雾缓慢抬升或层积云演变而来。由层云分裂或由雾抬升而成的不规则的松

散碎片(碎层云)也属层云。层云可降毛毛雨或米雪,但无雨(雪)幡下垂。

(5)雨层云(N s):厚而均匀的降水云层,完全遮蔽日月,呈灰色,布满全天,常有连续性降

63

水。如因降水不及地在云底形成雨(雪)幡时,云底显得混乱,没有明显的界限。雨层云多数由

高层云变成,有时也可能直接由高积云、层积云演变而成。

(6)碎雨云(F n):低而破碎的云,灰色或暗灰色,不断滋生,形状多变,移动快,最初是各自

孤立的,后来可渐合并。常出现在降水前、后的降水云层之下。

2)中云族:有高层云、高积云两属。

(1)高层云(A s):带有条纹或纤缕结构的云幕,有时较均匀,颜色为灰白或灰色,有时微带

蓝色。云层较薄的部分,可以看到昏暗不清的日月轮廓,看上去好像隔着一层毛玻璃。厚的高

层云,其底部比较阴暗,看不到日月。由于云层厚度不一,各部分明暗程度也就不同,但是云底

没有明显起伏。高层云可降连续性或间歇性的雨、雪。高层云常有卷层云变厚或雨层云变薄而

成,有时也可由高积云演变而成。

(2)高积云(A c):云块较小,轮廓分明,常呈扁圆形、瓦块状、鱼鳞片或水波状的密集云条、

成群、成行或呈波状排列。在地平线30°以上,多数云块的视宽度角在1°～5°,有时可出现在两

个或几个高度上。薄的云块呈白色,厚的云块呈暗灰色。在薄的高积云上,常有环绕日、月的彩

虹或颜色为外红内蓝的华环。高层云、层积云都可与高积云相互演变。

3)高云族:有卷云、卷层云、卷积云三属。

(1)卷云(C i):具有丝缕状结构,柔丝般光泽,分离散乱的云。云体通常为白色无暗影,呈丝

条状、羽毛状、马尾状、钩状、团簇状、片状、砧状等。卷云见晕的机会较少,即使出现,晕也不完

整。日出之前,日落之后,在阳光反射下,卷云常呈鲜明的黄色或橙色。卷云可从卷层云演变而

来,有的是积雨云顶部残留下来的。

( 2)卷层云(C s):像白色透明的幕,有时云薄得几乎看不出来,日、月透过云幕时轮廓明

显,地物有影,常有晕环,使天空呈乳白色。有时丝缕结构隐约可辨,好像乱丝一般。冬季卷层

云可有少量降雪。厚的卷层云易与薄的高层云相混,日、月轮廓分明,地物有影,或有晕,或有丝

缕结构者为卷层云。如果可辨日、月位置,地物无影也无晕,则为高层云。

(3)卷积云(C c):似鳞片或球状的细小云块组成的云片或云层。常排列成行成群,很像轻

风吹过水面所引起的小波纹,白色无暗影,有柔丝般光泽。卷积云可由卷云或卷层云蜕变而成。

有时高积云也可演变为卷积云。真正的卷积云不常见。整层高积云的边缘,有时有小的高积云

块,形态和卷积云相似,但不要误认为卷积云。只有符合下列条件之一或以上者才是卷积云:①

与卷云或卷层云之间有明显联系;②由卷云或卷积云蜕变而成;③确有卷云柔丝光泽和丝缕状

特点。

云状按国际简写字母,分高、中、低三族记入记录表相应栏内。同族云出现多属时,云量多

的云状记在前,云量相同时,记录的先后次序自定。无云时(包括某一族)相应云状栏空白。无

法判断云状时,相应栏记“—”。

2.云量的观测和记录

包括总云量和低云量的观测。将全部天空分成10 等分,则云量是指云遮蔽天空视野的成

数。

1)总云量的观测

总云量是指天空被所有的云遮蔽的总成数。将全部天空分成10 等分,全天无云记0;天空

完全为云所遮蔽时记10;天空为云所蔽,但只要从云隙中可见青天,则记10- ;云占全天1/ 10,

总云量记1;云占全天2/ 10,总云量记2;其余依此类推。天空有稍许云,其量不足0.5/ 10 时,

总云量也记0。总云量记入记录表相应栏内。

64

2)低云量的观测

低云量是指天空被低云(C u、C b、Sc、St、N s)所遮蔽的成数。低云量观测方法与总云量观测

方法相同,稍有不同点是低云布满全天,但有云隙能见到青天或上层云时,低云量记10- 。低云

量记入记录表相应栏内。

3.最低云底高度的观测与记录

云高是指云底离海面的垂直距离。观测时只记录最低云底高度。观测时结合当时的季节、

天气条件及不同地理纬度进行目测,以米为单位记入相应栏内。

4.几种特殊情况的云量、云状的观测和记录

1)因雾使天空的云量、云状无法辨明时,总、低云量记10,低云状栏内记“≡”;因雾使天空

的云量、云状不能完全辨明时,总、低云量记10,低云状栏内记“ ”;可见的云状记相应栏内。

2)因霾使天空的云量、云状全部或部分不明时,总、低云量记“- ”,低云状栏记“∞”,可辨

部分的云状记录在相应栏内。若透过这些现象能完全辨明云量、云状时,则按正常情况记录。

3)夜间无月光时,若不能判断云状,则估计天空被遮蔽而看不到星光的那一部分作为总云

量。云状和低云量栏记“- ”。

四、天气现象的观测

天气现象是指在大气中、海面上及船体(或其他建筑物)上产生的或出现的降水、水汽凝结

物(除云外)、冻结物、干质悬浮物和光、电的现象,也包括风的一些特征。

船舶观测的天气现象有以下12 种:

1.霾(H aze),是指大量微尘杂质浮游在空中,使海面能见度小于10k m 的空气普遍混浊现

象。

2.轻雾(M ist)。

3.雷暴(T h understorm ),产生于积雨云中,在云与云之间或云与地之间产生的放电现象。

表现为闪电兼有雷声,有时只闻雷声不见闪电。

4.龙卷(Spout),其特征见第十五章第五节。

5.雾(F O G ),用“≡”符号表示。注意,高纬度地方出现冰晶雾也记雾。

6.毛毛雨(D rizzle)。

7.雨(R ain)。

8.雪(Snow ),是固态降水。

9.雨夹雪(R ain and S now )半融化的雪(湿雪),或雨雪同时下降。

10.阵雨(S how ery R ain)、阵雪(S honery Snow )、阵性雨夹雪(S honery R ain and Snow )。

11.冰雹(H ail),坚硬的球状、锥状或形状不规则的固态降水。

12.雷雨(T hu nder Sh oner),指雷暴和降水同时出现的现象。

天气现象的观测包括现在天气现象和过去天气现象的观测。现在天气现象是指定时观测

时所观测到的天气现象;过去天气现象是指在定时观测之前6 个小时内发现的天气现象。天气

现象用天气现象符号表示,分别记录在现在天气现象栏和过去天气现象栏内。

五、风的观测

风的观测包括风向和风速。我国新规定海面风的观测采用正点观测前10m in 内的平均风

速及相应的最多风向,这与世界气象组织(W M O )的规定一致。

65

船舶气象仪中风向风速传感器及其连接示意图如图8-9 所示。

图8-9 风向、风速传感器示意图

船舶在航行时会产生一种风向与航向相同、风

速与船速相等的风,称为船行风(V

_

s)(Ship W ind /

N avigation W ind)。船在航行时测得的风不是真风

(V

_

T )(T rue W ind),而是真风和船行风二者的合成

风(V

_

A ),又称视风(A pparent W ind)根据矢量合成

原理可以求取真风,即:

∵ V

_

A = V

_

T + V

_

S (8-8)

∴ V

_

T = V

_

A - V

_

S (8-9)

真风的计算可以由仪器自动进行,输入航向和

航速后即可显示出真风向和真风速;也可根据矢量合成分解原理在方格纸上或在海图的罗经

花上作图求取,其方法如下:

以方格纸中的一个交点或罗经花的中心为船位点S,从S 点向与航向相反的方向画船行

风矢量SA

_

,SA

_

的长度表示船速,再从S 作视风矢量SB

_

,SB

_

长度表示视风速。连接AB,矢量AB

_

即为真风矢量,箭头由A 指向B,是真风的方向,用量角器从罗经花上可量得真风向,用两脚

规量取AB 的长度,按SA、SB 同样的比例所得的风速即为真风速,如图8-10 所示。

例:某船航向090°船速10kn,测得视风向55°,视风速8m / s,试用图解法求真风。

解:如图8-11 所示,任取一线段a 作为速度(m / s)的单位长度,取一点S 为船位点,由S

画船行风矢量SA

_

,则©S¦ A

_

©¦ = 5.1a ;再由S 画视风矢量SB

_

,视风向为55°,则视风去向为55°+

180°= 235°,即由S 向235°的方向画出视风矢量SB

_

,则©S¦ B

_

©¦ = 8a ;连接A、B,矢量AB

_

即为真风

矢量,箭头由A 指向B,用量角器量得真风去向为198°,故真风向为18°,用刻度尺量得AB 长

为5.0a ,故真风速为5.0m / s。

图8-10 利用矢量合成与分解方法求真风图8-11 图解法求真风实例

求解中要注意两个问题:一是要把风速单位与船速单位换算成一致;二是图中矢量方向指

的是风速矢量方向,它们与风向相反。

当船舶气象仪失灵也无法用其他仪器观测时,必须根据海面状况进行目力测风。测定的风

向、风速分别记录在真风向和真风速栏内。在离岸较远的海洋上,风浪的来向与风向一致,可用

罗经测定风浪的来向作为真风向;根据海面征象估计风力等级,现换算成风速进行记录。

66

六、气压的观测

船上观测气压通常使用空盒气压表或器测传感器,国产空盒气压表的表面如图8-12 所

示。

图8-12 空盒气压表表面

空盒气压表的观测方法:观测前,用手轻敲一

下气压表玻璃面,待指针静止时,读取指针指示的

气压值,读数时视线要通过指针并与刻度面垂直。

将读数记在气压读数栏内,记录到小数1 位。气压

表的读数要进行如下四项订正:刻度订正(由气压

表的检定证给出);温度订正(取平均基值25℃乘

以由检定证给出的温度系数);补充订正(由检定证

给出);高度订正(取船舶平均吃水线至船上气压表

安置的高度(H )乘以0.13),此四项订正值的代数

和称为综合订正值,经订正后的数值为海平面气压

值,记到小数1 位,记录在相应栏内。

七、空气温度和湿度的观测

船上用两支规格完全相同的温度表,放在同一

环境中(如百叶箱),其中一支用来测定空气温度,称干球,另一支球部缠上润湿的沙布,称湿

球。当空气中水汽未达到饱和时,湿球因蒸发消耗热量,故湿球温度要低一些。当湿球因蒸发

而消耗的热量和其从周围空气中获得的热量相平衡时,湿球温度就不再下降,这样就维持了相

对稳定的干湿球温度差。显然,干湿球温度差越大,空气湿度越小;反之,湿度则越大;当干湿球

温度相同时,空气中的水汽就达到饱和。

百叶箱应水平地固定在空气流通、远离热源的驾驶台顶上,距离甲板1.5m 处,且箱门方

向不得与船头方向相同,通常在驾驶台外两侧各装一只。各种温度表、器测传感器应安装在百

叶箱内。

观测时,应使视线与温度表水银柱顶端保持同一高度,读数应迅速准确,先读小数,后读整

数,干湿球温度通常以摄氏度(℃) 为单位,读到小数1 位。温度读数按所附检定证进行器差订

正。当湿球纱布冻结时,停止湿球温度的观测。使用器测传感器观测应按照仪器使用说明观测

干湿球温度和相对湿度。

有了干、湿球温度值,即可利用湿度查算表,迅速查出各种湿度因子,如水汽压、相对湿度

和露点温度。

按气象观测规范要求,定期对湿球的纱布套进行更换,并应及时向水杯中加水,使湿球保

持湿润状态。一般要求加注蒸馏水,若无蒸馏水可用雨水代替,不能用其它水。

下面举例说明空气湿度的查算方法。

例:测得干球温度t= 8℃,湿球温度t′= 6℃,求水汽压(e)、相对湿度(f )和露点温度(td)。

查湿度查算表(表8-4),在t= 8℃横行与t- t′= 8- 6= 2℃纵行交点处,查出e= 7.8hP a,

f = 72% ,即水汽压为7.8hP a,相对湿度为72% 。以水汽压7.8hP a 查表8-5,得露点温度td 为

3℃。

67

湿度查算表表8-4

t

t- t′

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 e f e f e f e f e f e f e f e f e f e f e f

- 10 2.6 92 1.6 56 0.6 21 - 9 2.9 93 1.8 59 0.8 26 - 8 3.1 93 2.1 62 1.0 31 - 7 3.4 94 2.3 65 1.3 35 0.2 7 - 6 3.7 95 2.6 67 1.5 39 0.5 12 - 5 4.0 96 2.9 69 1.8 43 0.7 18 - 4 4.4 97 3.2 71 2.1 46 1.0 22 - 3 4.8 97 3.6 73 2.4 50 1.3 27 0.2 4 - 2 5.2 98 4.0 76 2.8 53 1.6 31 0.5 10 - 1 5.6 99 4.4 77 3.2 56 2.0 35 0.8 15 湿

球已结

冰

0 6.1 100 4.9 80 3.7 60 2.5 41 1.4 22 0.2 4 1 6.6 100 5.3 81 4.1 62 2.9 44 1.7 28 0.6 9 2 7.0 100 5.8 82 4.5 64 3.3 47 2.1 30 0.9 13 3 7.6 100 6.3 83 5.0 66 3.7 49 2.5 33 1.3 17 4 8.1 100 6.8 84 5.5 67 4.2 51 2.9 36 1.7 21 0.5 6 5 8.7 100 7.3 84 6.0 68 4.7 54 3.4 39 2.1 25 0.9 10 6 9.4 100 7.9 85 6.5 70 5.2 56 3.9 41 2.6 28 1.3 14 7 10.0 100 8.6 85 7.1 71 5.8 57 4.4 44 3.1 33 1.8 18 0.6 5 8 10.7 100 9.2 86 7.8 72 6.3 59 4.9 46 3.6 34 2.3 21 1.0 9 9 11.5 100 9.9 87 8.4 73 7.0 61 5.5 48 4.2 36 2.8 24 1.5 13 10 12.3 100 10.7 87 9.1 74 7.6 62 6.2 50 4.8 39 3.4 27 2.0 16 0.7 8 露点查算表表8-5

绝对湿度

e(h P a)

露 点

td(℃)

绝对湿度

e(hP a)

露 点

td(℃)

绝对湿度

e(hP a)

露 点

td(℃)

绝对湿度

e(hP a)

露 点

td(℃)

1.4 - 19 3.5～3.7 - 7 7.9～8.4 4 17.7～18.7 16 1.5 - 18 3.8～4.0 - 6 8.5～9.0 5 18.8～20.0 17 1.6 - 17 4.1～4.3 - 5 9.1～9.6 6 20.1～21.3 18 1.7～1.8 - 16 4.4～4.7 - 4 9.7～10.3 7 21.4～22.6 19 1.9 - 15 4.8～5.0 - 3 10.4～11.1 8 22.7～24.1 20 2.0～2.1 - 14 5.1～5.4 - 2 11.2～11.8 9 24.2～25.6 21 2.2～2.3 - 13 5.5～5.8 - 1 11.9～12.7 10 25.7～27.2 22 2.4～2.5 - 12 5.9～6.1 - 0 12.8～13.5 11 27.3～28.9 23 2.6～2.7 - 11 6.2～6.3 + 0 13.6～14.5 12 29.0～30.7 24 2.8～2.9 - 10 6.4～6.7 1 14.6～15.4 13 30.8～32.6 25 3.0～3.2 - 9 6.8～7.3 2 15.5～16.5 14 32.7～34.6 26 3.3～3.4 - 8 7.4～7.8 3 16.6～17.6 15 34.7～36.7 27 八、表层海水温度的观测

表层海水温度是指海水表面到0.5m 深度之间的海水温度,单位为摄氏度(℃)。表层海水

温度采用表层水温表进行观测。

观测时,采水点应避开船舶排水孔,先将帆布桶放在海水中感温1m in 后采水提上,把表

层水温表放入桶中搅动感温2m in 后读数。读数时,水温表贮水杯不能离开采水桶的水面,并

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将水温表倾斜,使眼睛与水温表水银柱头保持在同一水平面上,先读小数后读整数。夜间观测

时,应将水温表置于眼睛与光源之间进行读数,尽量不将水温表提出帆布桶,如不能在桶内读

数,应保留水杯中的海水。观测完毕应用淡水冲洗观测用表及帆布桶。因大风浪或冰冻等因素

影响观测时,可不观测。当用其他水温仪器观测时,按其具体使用方法进行。

九、海浪的观测

采用目测的方法进行观测,项目包括风浪高、涌浪高和涌浪向。浪高的单位为米(m ),涌浪

向的单位为度(°),观测点应选择在视野开阔处,观测波高时首先要区分出风浪和涌浪,各挑选

较远处3～5 个显著大波,分别估计它们的波高,然后取平均作为风浪和涌浪的波高值,精确到

小数1 位,记入相应栏内。

观测时可利用船体吃水线至甲板的距离作为测定波高的参考标尺。若波长大于船长时,可

在船处于波谷时观测前后的波峰高度相当于船身高度的倍数(或几分之一)来确定波高。观测

时,如果船体发生倾斜,则应进行适当的倾角订正。观测涌浪向时用罗经上的方位仪,使瞄准线

平行于离船较远、波高较大的涌浪波峰线,然后转动90°,使其对着涌浪来向、则指针读数即为

涌浪来向。需要说明的是海面上可能同时存在从几个方向来的涌浪,按规定只对其中波高最大

的那列涌浪的波高和涌浪向进行观测。

十、表层海水盐度的观测

表层海水盐度是指海水表面到0.5m 深度之间的海水实用盐度。海水实用盐度由如下公

式确定:

S= a 0+ a 1k1 / 2

1 5 + a2k15+ a3k3/ 2

15 + a 4k2

15+ a 5k5/ 2

15 (8-10)

式中: S 为实用盐度,a 0= 0.0080,a 1= - 0.1692,a 2= 25.3815,a 3= 14.0941,a 4= - 7.0261,a 5

= 2.7081,k1 5表示温度为15℃时,一个标准大气压下,海水样品的导电率和相同温度和压强下

质量比为32.4356× 10- 3的氯化钾容液的导电率的比值。当k15精确地等于1 时,海水样品的实

用盐度恰好等于35,即Σa i= 35.0000。表层海水盐度单位为无量纲,精确度要求为±0.05。

海水采样与保存方法;① 每天06Z 测水温时采水样一瓶;②采用密封性能好的样品瓶,用

帆布桶采水,每次采集量至少250m l;③装样品时,先倒净瓶中剩余海水,用现采海水冲洗样品

瓶及瓶塞两遍,然后灌入海水样品,盖紧瓶塞,记下瓶号;④ 海水样品必须放在室内阴暗处,待

到港后交测报管理部门。

十一、海发光的观测

海发光是指夜间海面出现的浮游微生物的发光现象。观测时站在背光的黑暗处,注视海面

浪花或航行航迹浪花上的发光现象。对照表8-6 按发光强度分成5 个等级,记入海发光栏内。

海发光等级表表8-6

等 级海 发 光 程 度等 级海 发光 程 度

0 无海发光现象3 发光显著可见1 发光勉强可见4 发光特别明亮2 发光明晰可见69

十二、铅直海水温度观测

铅直海水温度是指垂直方向上海水温度的连续分布。观测要素包括海水温度、深度及观测

时相应的船舶位置。海水温度单位为摄氏度(℃), 海水深度单位为米(m ),经纬度单位为度

(°)。温度的精度为±0.2℃,深度的精度为±5m 。

测量水温的铅直分布, 一般采用抛弃式温深仪(X B T )来进行观测,作业海域一般适用于

大洋或水深不小于400m 的海区,其他水域如无特殊需要,不宜用此仪器测量。用X B T 观测

时, 弹头发射失败或记录失常, 应马上进行重测。具体观测方法详见使用说明书及G B / T

12763.2—1991 第三篇海洋调查规范—— 海洋气象观测中的有关规定。

十三、报告电码

1.电码形式

B B X X D D D D Y Y G G iw 99L aL aL a Q cL oL oL oL o 4ixhV V N ddff 1SnT T T 4P P P P 7W W W 1W 2 8N hC L C M C H 222D SV S O SnT W T W T W

2/ / H W H W 3dw 1dw 1 / / 4/ / H w 1H w 1 电码符号内容及编报规定,可参看新版《船舶海洋水文气象辅助测报规范》一书。

2.编报总则

1)本电码用来编发每日00、06、12、18(世界时)船舶水文气象观测报告。

2)测船在定时观测项目全部结束后,1h 内应完成编发报,确因特殊情况在本时次无法完

成发报工作时,应在下一发报时间内继续拍发。