浅谈冬季锋面气旋对船舶航法的影响

汪中位 李征 陈志泉 陈东水

泉州海洋职业学院 福建石狮市 362700

[摘要]：冬季船舶在中高纬度航行时，由于恶劣天气的影响，航海不利因素增多，海上事故频发，给航运业造成重大损失，对船舶航行带来极大挑战。而锋面气旋在冬季是多发季节，强度达到最强，本文笔者根据多年气象教学和航海经历，对锋面气旋的成因、发展等进行研究和重视，阐述在冬季锋面气旋天气下的船舶航法及预防措施，确保船舶跨洋航行安全。

[关键词] 锋面气旋 船舶航法 影响 大风浪操纵

前言：《全球气候状况声明》显示全球气候加速变暖所带来的热能通过给空气和海洋提供巨大的动能，从而形成锋面气旋、台风、海啸等恶劣天气，并引发自然灾害。随着航运业的迅速发展，船舶呈大型化和智能化发展，相应的船舶建造成本大幅上升，船上所载的货物价值大幅提高。经济的发展导致人们更加追求安全、安逸的生命环境，冬季船舶在中高纬航行，须对锋面气旋等恶劣天气系统了解和认知，设计符合安全和经济效益的优化航线，才能规避恶劣天气，减少不必要的绕航，从而达到缩短航时、安全、省油的目的。

一.锋面气旋

锋面气旋频繁产生和活动于温带地区（又称为温带气旋），是温带地区最重要的天气系统之一，也是影响中高纬度大洋航线天气的主要风暴系统。迅速的发展锋面气旋，可带来强烈的降水、雷暴、大风等恶劣天气。锋面气旋的形成原理主要分为以下两种。

1.自主生成

锋面气旋一般发生在等压线为不规则椭圆形的地方。以北半球为例，锋面气旋一般来自较低纬度的暖空气向北移动时遇到较高纬度的冷空气时，暖空气占主导地位，就会形成暖锋并在暖锋前形成偏南风；反之，当来自较高纬度的的冷空气向南移动遇到较低纬度的暖空气，冷空气占主导地位，就形成了冷锋并在冷锋后形成偏北风，地面天气系统中的锋面气旋便就此形成。

2.由热带气旋演变而成

温带气旋也可由热带气旋演变而成。当热带气旋向北移动进入较高纬度地区，一般会受到冷空气入侵，这时热带气旋就不再是单一的暖气团，而会逐渐形成冷、暖锋。此外，因为高纬度海面的水温也降低了，热带气旋中心的温度场不再呈暖心结构，就会失去热带气旋所特有的特性而变成温带气旋。

二.船舶航法

冬季船舶在中高纬度航行时，除了会碰到单个锋面气旋影响外，还要受到爆发性气旋、寒潮、低压、气旋族、流波效应、海气温差和盛行风等的影响，在这些因素共同作用下海域会产生比往常更大的风浪。船舶航线设计须充分考虑这些因素影响，主要有气导和自导两种：

(一).对 单一锋面气旋自导方法(以北半球为例)

1.从气旋中心南侧航行时：

（1）.暖锋前会出现约200～400km范围内连续性降水。若暖空气不稳定时，还会出现积雨云、阵性大风和雷阵雨，在锋暖前50～100 n mile范围内会产生锋面雾。气压明显降低。锋前风向吹E～SE，锋后风向S～SW。一般锋前风力大于锋后。风力4～6级，海浪中浪。

（2）.暖区天气：受大片平流雾或毛毛雨影响，能见度比较差，风向为S～SW；海上风力较大，约7～8级。

（3）.冷锋后天气：产生连续性降水，能见度变好。风向N～NW，风力一般为6～9级，最大可达11～12级，海浪中到大浪。

2.从气旋中心北侧航行时： 产生连续性降水，风向为SE→E→NE→N→NW，气压先降后升，风力由大到小，天气由差变好。

3.从气旋中心东侧航行时：暖风前和暖区天气特征之间发生变化。

4.从气旋中心西侧航行时：冷锋后和暖区天气特征之间发生变化。

(二).对多个锋面气旋自导方法

在中高纬度海域中，有时在一条锋上会出现一连串的气旋（即气旋族），气旋族的气旋个数不等，多达5个，少则2个，每一个气旋族都与一个高空大槽相对应。所以在不同海域会产生不同风浪。在设计航线时，要考虑气旋族共同影响外，结合其它天气资料和当时情况重新设计新航行方法，以策安全，

(三).气象导航方法

目前船舶跨洋航行一般都是采用气象导航，气导能够利用准确的气象和海洋环境预测，参考船舶条件、货物配载情况、季节、风带及流场等影响，为船舶设计出符合安全性和经济效益的最优航线，从而避开恶劣的天气和海况，减少不必要的绕航，缩短航时，达到安全、省油及准时到港的目的。

船舶接到航次任务并最终确认装卸港口后，船长把装卸港口报给气导公司，一般第二天气导公司就会把大概拟定航线发给船上。经船长和公司综合考量以后，提出是否采用气导所推荐航线，不采用要提出合理意见，一旦采用就要按照气导公司要求运作。每个气导公司都有要求发送相关报告，如开航报告、中午报告和航次结束报告等。如果航行途中天气发生变化无法按照气导所推荐航线时，船长要及时与气导沟通后，重新拟定航线。

三、航行影响

(一).锋面气旋所产生的风浪特征

大风和波浪分布不对称，南侧的强风、大浪大于北侧，气旋在中心SSW300-600海里处风浪最大，有时候大过气旋中心，在此海域风浪可达20米，涌浪可达7米。航行要注意避开此区域，并且在大风浪来临前做好相关准备工作。

1.保证水密。检查各水密门是否运作良好，不需用的水密门一律关闭。关闭锚链舱和天窗及舷窗并旋紧，防止进水。

2.排水畅通。检查甲板开口和排水孔、排水管系、污水沟等是否运行良好并保持畅通。

3.绑牢活动物。吊货设备、锚、舷梯和救生艇及一切未固定物品要绑牢。

4.做好应急准备。船上应急设备材料均可正常使用。

5.空船压载。空载船舶在大风浪航行时要适当压载，以提高船舶抗风浪的能力和改善船舶的性能。

(二).大风浪中的操船方法

船舶在大风浪中航行时，不论波向角处于何种状态都会处于危险状态。船员应当根据船型、稳性、吃水、载况、海域和航线等条件，采取适当的操纵方法。

1.“Z”字航法:船舶在航行遭遇顶浪或偏顶浪时，一般采用Z字航法，即适当调整船速，以船首一舷10°-30°的受浪角航行一段距离后再改为船首为另一舷10°-30°的受浪角航行方法。这种方法适用于耐波性较好的中、大型船舶，在实践中也证明是行之有效的。同时，还可以通过降低船速及调整航向，以减少风浪对船首冲击力，减少甲板大量上浪、拍底及螺旋桨空转及飞车等，更有利于船舶航行安全。

2.滞航;船舶在顶浪航行时，经不起风浪冲击，可采用滞航方法，即，保持航向的最低船速，将风浪放在船首2-3个罗经点(波向角为20°-30°)方位上迎浪航行。

3.顺浪;当船舶在滞航中经不起风浪冲击时，在适时情况下改为顺浪。波浪与船的相对速度较小时，可以大大减轻波浪对船体的冲击，有利于提高船舶速度，尽快脱离大风浪海域。

四、大风浪操纵

1.掉头操纵时机:一般情况下，连着三四个大浪之后，会接七八个小浪，利用这个规律，选择海面风浪较小时机进行掉头操纵。

2.掉头操纵方法:在船舶掉头初始阶段，慢速舵角要稍小一点，接着在适时的阶段使用快车满舵掉头，减小船舶转向中的横倾角，并同时保证舵效、缩短掉头时间。掉头时要注意海面风浪变化。当船舶出现横摇谐振，摇摆角度会逐渐加大，掉头时间越长，危险性越高。出现横摇时，要及时调整掉头时机，谨慎操纵，避免船舶倾覆。

五、结束语

以上简要分析锋面气旋产生原因并对航法进行总结，航运公司及船舶驾驶员应加强对锋面气旋等恶劣天气研究和跟踪，尽量做到早发现、早准备、及早采取行动，尽快脱离恶劣天气及大风浪影响，提高船舶航行安全。

参考文献

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[2] 钱悦良.船舶操纵与避碰[M].大连:大连海事大学出版, 2018.9

[3] 张永宁 ,黄磊,王艳玲.航海学-航海气象与海洋学篇[M].大连:大连海事大学出版,2018.10

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