北太平洋冬季,影響船舶安全航行的主要因素是冬季的北太平洋強烈發(fā)展的溫帶氣旋所帶來的大風(fēng)巨浪。同時,在北太平洋的中高緯度(40°N左右)又是盛行西風(fēng)帶,7級以上大風(fēng)在1月份出現(xiàn)的頻率在30%~35%左右。而流,從輕津海峽出來至165°E主要受親潮影響,流向西南,流速小于0.5kn;從170°E~170°W流向多變,但主要為西行流,流速約0.5kn;170°W以東受阿留申流的影響,流速在0.7kn左右。經(jīng)白令海西行的船舶會因此增加航速,但因總體流速不大,對于大型高速集裝箱船舶,從美西至遠東中高緯度航線設(shè)計時,主要考慮如何避開冬季北太平洋溫帶氣旋,達到安全、經(jīng)濟的目的。
1冬季北太平洋的溫帶氣旋
影響冬季北太平洋中高緯度航線安全航行的溫帶氣旋,主要是產(chǎn)生于日本海的強烈發(fā)展的鋒面以及從中國大陸東移入海的黃河氣旋、江淮氣旋。強烈發(fā)展的溫帶氣旋具有很大的摧毀力,嚴(yán)重威脅遠洋航行船舶和貨物的安全。在冬季,在北平洋中高緯度,設(shè)計一條比較安全的橫渡太平洋航線時,要充分考慮溫帶氣旋的活動規(guī)律及其分布。
1.1強烈發(fā)展的鋒面氣旋的發(fā)生地
椐統(tǒng)計資料,北太平洋海域發(fā)生的強烈發(fā)展的鋒面氣旋,主要來自兩個地方。
一是在135°E以東160°W以西,35°N附近以北的洋面上。在35°N~55°N,140°E~170°E是該類氣旋的高發(fā)海域,約82%發(fā)生在該海域。究其原因,主要是該海域是著名的黑潮暖流與親潮冷流的交匯處,海溫梯度大,大氣斜壓性明顯,鋒面抬升作用強烈。
二是冬季的我國沿海,在強冷空氣的東南側(cè),從大陸東移入海的鋒面氣旋。該氣旋入海后,受海面暖濕氣流和其后部冷高壓的共同作用下,中心氣壓快速下降,氣旋加強并東移至日本以東海面成為超強氣旋。從統(tǒng)計資料看,此類氣旋的強度與其東移入海的緯度有關(guān),在35°N附近比之在40°N附近的入海氣旋,通常前者的強度要比后者強得多。
1.2氣旋的移動和發(fā)展路徑
西伯里亞冷高壓的強度、位置、分裂南下和東移,直接影響下游溫帶氣旋的發(fā)生、發(fā)展和移動,尤其是冬季我國大陸強冷空氣或寒潮爆發(fā)所伴隨的大尺度環(huán)流,激發(fā)了下游溫帶氣旋的強烈發(fā)展。通常在溫帶氣旋形成強烈發(fā)展的超強鋒面氣旋前的1~3天內(nèi),我國沿海有強冷空氣爆發(fā);溫帶氣旋的強度與強冷空氣爆發(fā)時間的長短、強度有著密切關(guān)系。
為預(yù)防這類氣旋的襲擊,作為冬季航行于該水域的航海人員要密切關(guān)注我國大陸是否近期有冷空氣或寒潮經(jīng)過,在貝加爾湖以西是否有冷高壓存在、加強和移動。
筆者根據(jù)20多年的航海經(jīng)歷和觀察,東移入海的氣旋和沿海135°E海區(qū)生成的氣旋的移動路徑有兩支:一支向東北方向移動并迅速加強,在阿留申群島的阿圖島附近洋面達到最強(即170°E附近以東),并進入白令海,然后減弱東移至北美大陸或阿拉斯加消亡;另一支主要東移并迅速加強,然后向東北東移動,在阿留申群島附近洋面或阿拉斯加灣達到最強,隨后減弱消亡或移至北美大陸。
通常該類氣旋在加強過程中,移動速度慢,而在加強后,移速很快,平均達到20kn左右,個別達到25kn以上。剛開始加強時,移動方向有兩種:一是東移,緯差小于5°緯度,另一種向東北方向移動,其主要受高空氣流的引導(dǎo)。當(dāng)氣旋處于高空的槽中,它將向東移;當(dāng)處在槽前,它將向東北方向移動。同時,在500hPa天氣圖上,通常在5640線以北300~600nmile,并且平行于5640等高線向東移動。
2美西—遠東航線的設(shè)計與選擇
2.1不同航線的比對
?。穆迳紘\出發(fā),大圓航線GC至輕津海峽的襟裳岬附近,經(jīng)輕津海峽,然后恒向線RL至上海,距離為5669nmile左右;
ⅱ)從洛杉嘰出發(fā),沿35°NRL經(jīng)大隅海峽至上海,距離是6083nmile;
ⅲ)從洛杉嘰出發(fā),GC至UNIMAK水道,再GC至阿圖島北,經(jīng)輕津海峽RL至上海,距離為5752nmile;
ⅳ)從洛杉嘰出發(fā),取混合航線,以45°N為限制緯度,大圓航線至上海,距離為5785nmile;
ⅴ)從洛杉嘰出發(fā),取限制緯度45°N的大圓航線,經(jīng)大隅海峽至上海,距離為5836nmile。
ⅵ)從洛杉嘰出發(fā),取RL至35°N/160°W然后GC至輕津海峽的襟裳岬附近,經(jīng)輕津海峽至上海,距離6034nmile。
從上述的數(shù)據(jù)中,我們不難發(fā)現(xiàn)以35°N恒向線至上海,與最高大圓航線相比,兩者航程相差420nmile左右,但通??梢员荛_阿拉斯加冬天的惡劣天氣。假如因在高緯度遇到大風(fēng)浪,船舶不得不減速以平均19kn左右或更低的速度航行,按航線(?。┤獹C航線5669nmile,需時298h;而如果使用35°N恒向線至上海,距離為6080nmile,以21kn計算,需時289h,早到目的港9h。
再比較船舶在大風(fēng)浪航行狀態(tài)下的能耗:船舶為維持大風(fēng)浪中航行,主機負(fù)荷會加大,從而導(dǎo)致耗油增大,而航速不一定達到要求的速度。在實際運行中,常會因風(fēng)浪的原因,主機各項工況不允許保持原有的主機運轉(zhuǎn)指數(shù),而必須降速運轉(zhuǎn)。
2.2航線的選擇
根據(jù)前面的分析,從美西返航遠東,在冬季北太平洋中高緯度西行的船舶,主要受此地區(qū)強烈發(fā)展超強鋒面氣旋的影響,尤其是西行船舶可能較長時間陷入狂風(fēng)惡浪區(qū)航行。故在冬季北太平洋西行選擇航線時,一方面要參照傳統(tǒng)的氣候航線,更重要的是要根據(jù)當(dāng)時的大氣環(huán)流和天氣大勢及氣象部門發(fā)播的中長期預(yù)報來設(shè)計制定航線,并視情做相應(yīng)的修正??傊?,西行船舶,應(yīng)盡量避開超強發(fā)展的溫帶氣旋所帶來的狂風(fēng)惡浪區(qū)。
筆者根據(jù)多年航行于該海域的經(jīng)歷,覺得如果從舊金山以南至長灘、洛杉嘰港口返回國內(nèi),在天氣形勢變化3-5天的周期中,最理想的航線應(yīng)該?。áぃ┧龅暮铰?,既可以避開已經(jīng)進入阿拉斯加灣超強鋒面氣旋所帶來的大風(fēng)浪區(qū),又可以根據(jù)天氣預(yù)報在抵160°W之前進行選擇:是上行過輕津海峽,還是下行過大隅海峽,可以對航線有很大的機動選擇余地。
如果在抵160°W之前日本以東洋面(35°N/150°E)附近沒有什么溫帶氣旋存在、發(fā)展或氣旋位置比較偏南,其移動路徑是向偏東方向,可以選擇按(ⅳ)航路繼續(xù)航行,并有可能的話,盡可能加速過溫帶氣旋移動路徑的前方。因為通常該類氣旋會在經(jīng)度170°E~180°E左右轉(zhuǎn)向,那樣即使其過后改向東北或北北東,船舶航行也處在氣旋的東側(cè)或東北象限,順風(fēng)航行,風(fēng)浪也相對小些。而此時如果船舶向南轉(zhuǎn)向,因大風(fēng)區(qū)往往會在中心向南延伸達1000nmile左右,要避開大風(fēng)區(qū),繞航較多。
反之,如果溫帶氣旋位置偏北,可選取35°N恒向線航行經(jīng)大隅海峽,必要時提早改向駛往更南,避開氣旋南部和西南部的大風(fēng)區(qū),保護船舶和貨物的安全。本人也曾經(jīng)這樣走過幾次,總的感覺不錯。
至于夏季從北美返航,建議還是走航線(?。┧龅暮骄€,但會常遇到區(qū)域性的大片霧區(qū),要充分做好霧中航行的準(zhǔn)備。通常不會有什么特別的惡劣天氣,主要關(guān)心是否在北太平洋低緯度有熱帶低壓形成,注意其移動方向。因為在該季節(jié)有部分熱帶低壓在20°N附近轉(zhuǎn)向,并向高緯度移動而變成強熱帶氣旋,產(chǎn)生惡劣天氣,危害海上船舶的航行安全,但其比率較小,只要密切關(guān)注,適時采取措施,對整個航線航行不會有太大的影響,較之冬季,可以用“MUCH BETTER AND MORE COMFORTABLE”來形容。
3結(jié)束語
冬季北太平洋西行航線的選擇,要根據(jù)當(dāng)時的中長期天氣預(yù)報和高空圖大氣環(huán)流的變化,以及本船的航行狀況(吃水、船長、貨種、穩(wěn)性和船速)進行考慮、分析和選擇,及時避開日本東部海域所產(chǎn)生的超強發(fā)展的溫帶氣旋的襲擊,以達到安全經(jīng)濟航行的目的。
作者:趙建新 來源:航海技術(shù)