引言
渤海海域約 7.8 萬平方公里，海岸線 5800 公里，沿岸 100 公里延伸區涉及我國北方三省兩市，河北省海域是渤海的一部分，海岸線長 487 公里，海島岸線 199 公里，海岸帶總面積約 9006 平方公里，海岸帶覆蓋我省 3 個市、11 縣區，大型港口 3 個，4A 級旅游景區 27個，內環北京、天津，外環遼寧、山東海域，地處環渤海經濟圈核心地帶，是我省新的經濟增長最快地區。海區近五年資料統計顯示：各類船舶年增長率 15%，河北海區日高峰往返量已達 22 萬艘，直接由大風、大霧及強對流天氣引發的河北海區重大海難事故占 60%，多數信息來自媒體報道，實際災害天氣監測、預警覆蓋率不足 20%。2007 年以來，在已實施的項目中又產生新的業務協調問題，一是已經建成海島自動站數量和布局與預報中需求相差較大，浮標沒有能見度儀器。二是資料不能共享，海洋觀測站網是由氣象、海洋、水利等部門建設，觀測內容和方法、資料處理往往由根據本部門的需求確定，沒有形成完善的科學數據共享機制，影響了海洋氣象資料的有效利用。三是海岸帶-海區災害天機理研究需要大量的同步雷達監測數據，渤海周邊 5 部天氣雷達因距離均大于 130 公里，很難進行同一時刻的風場資料分析與反演。另外，不斷增長的海岸帶-海區有個性化的預報服務需求已超出現有的監測能力和預報水平。因此，從軟科學角度客觀分析我省海洋天氣監測與預報業務中的差距與困難，及時調整業務運行策略，探討現有條件下的改進方案，對提升我省海洋天氣監測、預報能力建設具有重要的現實意義。
1 河北海洋氣象業務現狀與存在問題
1.1 歷史回顧
關于渤海天氣監測、預報的研究已經有近 50 年歷史,與我省有關渤海天氣的監測與預報研究可分為 4 個不同歷史時段：①1954-1959 年由中科院海洋研究所牽頭在夏、秋季對渤海進行氣象水文觀測，月資料最短僅有 2-3 天，實際可利用率偏低。②1979-1981 年由中國氣象局牽頭，組織中央氣象臺、環渤海三省一市在春、秋季對渤海進行氣象資料對比觀測，由于風力條件對船舶限制不能獲取海上大風實測資料，所以僅從天氣學角度進行了綜合定性分析，沒有大霧監測項目。③1988-2004 年環渤海各省、市氣象部門對"責任海區"進行專業氣象服務項目獨立研究及監測對比試驗。④2005-2007 年環渤海各省、市氣象局對"海區至岸基"進行"立體氣象觀測網"建設及中尺度數值模式試驗，災害性機理研究甚少，客觀地講,我省在海區高影響天氣研究及敏感區試驗方面相對落后。.截止 2007 年以前：在 7.8 萬平方公里的環渤海三省一市氣象部門所屬海區常規氣象觀測站有 3 個設在海島上，2 個建在石油平臺上，距海岸線 2 公里的氣象站僅有 11 個，沒有浮標氣象站，航線船舶也多無氣象觀測設備，河北海區氣象要素實時資料為空白區域，岸基站資料特少，海上災情事故均來自媒體或海事局報告。
項目資助：2011 年度中國氣象局軟科學項目“提升河北海洋天氣監測、預報能力有關問題研究” 009 號1.2 河北與環渤海地區海洋氣象業務發展對比 。
2007 年是河北省海洋天氣監測、預報預警技術大轉折的一個重要標志。獲國家發改委批準的《環渤海及其鄰近海域海洋氣象災害監測預警系統》中國局和交通部項目進行具體實施，目前，河北海區已經建成 7 個海島 6 要素自動站，10 要素海洋浮標站一個，天氣雷達和探空站編入環渤海中尺度天氣監測網；與 2007 年以前相比河北海洋監測、預報技術整體水平有一定的進步，但與目前的環渤海省級臺比無論是軟件還是硬件尚處于落后位置（表1），例如：啟動于 2008 奧運“青島海洋天氣預報服務項目”和 2009 山東“全運會氣象服務項目”背景支持下的《山東海洋天氣預報、監測業務平臺》技術水平落后 2-3 年，其海洋氣象臺自 2009 年 3 月起開始了實體化運行；與 2010 年上海世博會議及廣州亞運會《海洋天氣預報精細化服務平臺》相比距離會更大一些；天津臺于 2011 年被中國局確定為環渤海海洋區域中心臺，已完成總體規劃設計，進入快速提升的軌道。河北省臺至今沒有掛海洋氣象臺牌子，沒有獨立的海洋天氣科，專業服務量低于山東的煙臺，省專業臺沒有海洋服務業務科研項目，省級海洋預報、監測平臺處于逐步完善之中，對下屬 3 個市級海洋氣象臺技術指導能力偏弱。河北地市級海洋氣象臺業務基本上是海陸不分（表 2），海洋監測硬件方面：遼寧西部海域市級臺略顯偏弱一些，南部海區煙臺海洋氣象臺總體實力略強一些。
表 1 2007-2010 環渤海地區省級臺海洋氣象業務軟件、硬件對比統計表
1.2 海洋天氣監測系統方面
整個海洋天氣綜合監測系統的自動化程度比較低，現有新的海洋天氣監測資料不能共享，省臺沒有沿海 3 個市的港口實時海洋視頻監測系統，沿海新一代天氣雷達高度沒有設置統一標準，注重美觀忽略臨近雷達高度和距離，給后來多部雷達風場反演中尺度資料同化帶來麻煩，唐山應建一部天氣雷達與天津對接，并連接滄州雷達，來逐步完善河北海洋中尺度天氣監測網的時空尺度科學性；大規模 2 要素區域自動站初始設計時沒有考慮到后期海區-海岸帶地區雷達衛星資料融合問題，海岸帶地區氣象觀測站點布網不合理，北部海區（秦皇島包括風塔、風廓線儀）至少缺 3-4 個，影響 10-20 米高度風場資料反演，應與葫蘆島、唐山相連接；大浮標資料不能實時共享，目前看非常不合理，給融合技術及快速同化帶來空白資料點，大連、山東關于 6 要素自動站也出現高度不統一的問題，其他方面：如水汽儀器，風廓線雷達、風塔等應按工作半徑設置，原因之一是各省爭奪項目急于上馬所致，對環渤海地區海洋氣象業務可持續發展和逐步提高整體業務能力缺少科學性的探討。
1.3 河北海洋天氣預報、預警方面
基于監測系統不健全等上述原因，常規的海洋天氣預報是在陸地預報結論下，主觀訂正后進行發布，專業臺在此基礎分類打包發布，預報評估以岸基站資料為標準。常規海洋天氣預報發布形式：責任海區為河北海岸線延伸 100 公里渤海西部至中部海面；省臺 0-24 小時海洋預報發布以電臺為主，當有大風警報時編入電視預報版；1998 年 8 月秦皇島、唐山、滄州先后成立海洋氣象臺以來，市臺發布每天 3 次發部 0-24 小時海洋天氣預報預報，發布以電臺為主發布，晚間一次在當地電視預報播出；臨時災害性天氣預警以電臺插播和電視游走字幕形式。2009-2011 年河北海區由大風引發的重大海難事故 23 起，業務評估大風警報覆蓋次數不足 10 次，海區重大災害天氣預報能力明顯偏弱；例如：“2011.11.28”海難之后，在新一輪冷空氣的預報中，省、地臺發布大風預警 6 次之多，用海島站、浮標站初評空報率達 60%，有 3 次實況為 6-8 米/秒,致使河北沿海漁業生產用戶“滿意度”明顯下降。海洋天氣機理研究科技支撐基礎薄弱，專業化模式發展緩慢，現有海洋數值天氣預報產品解釋應用的水平不高，致使預報能力不足；海洋氣象預報產品的發布渠道比較單一，已有的信息資源分散、分割，不能共享，信息化網絡化程度低，交流渠道不暢。預報產品單一，要素比較少，時效比較短，精度比較粗，準確性難以保證，海洋表層要素資料匱乏，專業化業務平臺功能有限，海洋災害預報質量檢驗及評估業務體系尚未建立，科學合理的業務流程有待進一步改進。目前現狀市級沿海臺看到的是多家發文，3 家指導，最新海洋預報產品是基于 T213 資料，我們陸地預報產品已經應用 T639、EC 格點報資料。
1.4 人才與科研方面
由于各地市海洋氣象臺是在 1998 年以后掛牌成立的，相當長一段時間（2007 年以前）海上或海島沒有監測站，科研項目及海洋災害評估被停滯在海岸帶一線，2007-2010 年省市臺海、陸業務不分，海洋氣象專業人才引進偏少，省臺一些拔尖人才及科研帶頭人，或退居二線或轉為管理者，出現海洋天氣業務科研與人才新的斷帶問題，工作重點一直在陸地災害天氣預報與科研方面，省臺多數預報員沒去過沿海氣象臺實習，海洋氣象方面科研申報中國局的成功項目甚少，省局級項目每年海洋類審批 1-2 個，傾斜力度不大，而項目研究是目前提升海洋預報團隊技術水平有效途徑之一。海洋預報隊伍人才結構不盡合理，懂氣象的多，懂海洋的少，具有海洋氣象實踐經驗方面的正研、副研級人才甚少，人才儲備低，學科影響力小。高新海洋監測、預報技術的研發能力有限，海洋天氣預報監測科技成果的轉化率偏低。
快速培訓力度偏弱，目前，氣象部門還沒有一套正規海洋天氣預報、監測方面標準教材，多數為熱帶天氣方面的內容。
2 提升河北海洋氣象監測、預報能力的相關建議
基于上述河北海洋氣象業務現狀與存在問題分析，結合 2010 年中國局關于我國整體近海和沿岸海域《海洋氣象預報業務規定》及河北“十二五”規劃海洋氣象建設項目，從人才、科研、實際情況探討河北海洋天氣監測、預報能力提升的相關建議。
2.1 相關建議①監測處同一協調，支持省臺、地市局以科研或其他形式完善河北現有的海洋天氣中尺度監測網建設，完善河北海區海島站（大浮標站）建設，引進港口視頻監測、船舶 AIS 或 ECS監測系統（可安裝在應急車上），加快同一海區資料共享步伐。
②裝備中心應積極引進海洋資料傳輸、儀器維修等專業實用性人才，聘請國內海洋氣象儀器專家進行針對性技術指導，建議成立海洋氣象儀器科，在沿海臺設定配件儲備倉庫。
③建議省臺成立海洋科，開展省-市之間海洋天氣專項視頻會商業務并常態化，為后期與天津海洋氣象中心臺視頻系統對接做準備。業務處室組織的海洋天氣預報、監測業務技術交流要常態化。加大海洋監測、預報科研項目力度，獎勵海洋氣象方面優秀項目及論文，重點資助中、青年參加國內、外海洋氣象專業會議及學術交流。
④預報處整合省臺、省專業臺、省科研所、3 個沿海臺技術力量，直接引進《山東海洋天氣預報、監測業務平臺》技術方法，學習上海、廣州《海洋天氣預報精細化服務平臺》基本思路，學習大連海洋專業預報服務具體方法，開發出本地海洋監測資料共享系統、和新一代海洋天氣預報與服務平臺；海洋天氣預報應用海區部分 EC 的 15km 格點資料或 T639 的 30km格點資料，先代替海洋天氣預報數值模式，或對目前運行試驗幾個海洋氣象模式與 T639 進行分析檢驗。將 2001-2010 年海洋災害天氣個例庫大風、大霧個例，利用天氣圖地面 3 小時間隔實況、500-925hPa 物理量場，進行同步資料甄別和對比分析，確定天氣起始時間、500-850 hPa 形勢場特征、地面影響系統及環渤海地區 24-36hr 后期天氣實況，初步得出一般對應關系。探討海區大風、大霧、雷雨形成的天氣學機理，研究環渤海特殊地形對不同天氣的影響，建立新一代河北海洋災害天氣預報概念模型。
⑤在補充完善河北海區監測網前提下，開展河北海洋天氣預報評分試驗。一般要素及災害評分河北中部、北部海區以唐山秦皇島海島站、石油平臺、浮標定點定時為準，逐漸轉入自動評分系統，制定地方評定標準，2-3 年后轉入國家級標準；南部海區以滄州海島站、天津平臺資料定點定時為準。擬實施的海洋監測網規劃應吸取有關省份在大浮標、海島站、船舶站建設中的經驗教訓，穩中求進，注重科學布局與后期管理。
2.2 河北海洋監測及預報方法建設側重點
目前，國家級海洋天氣業務質量評定標準沒有出臺，氣象發展戰略海洋天氣部分、十二五規劃沒有具體實施細則，涉及《海洋法》與《氣象法》規定海洋災害的風暴潮、海浪、海冰、海溫預報發布權在海洋局，而海上臺風、大風、大霧及強對流天氣的警報預警信號發布歸氣象局，海軍氣象臺也發布海洋預報，一些省市水利部門也發布風暴潮災害預警，同一海區海洋天氣預報結論及災情評估出現多樣化。上述問題涉及技術、管理、法規及行業標準等方面，近期難以協調。因此，我們方法技術建設側重點放在與本海區海難事故相關的海上大風、大霧、強對流天氣及要素預報客觀評估試驗上。風暴潮、海冰、海浪等在海洋專業服務項目中直接引進即可，先做好氣象范圍“本職”工作。
3 結束語
海洋天氣監測、預報的研究是對于大氣科學與海洋科學交叉科學的探索，涉及到海洋－大氣－陸地之間前沿科學問題。目前現狀是如何科學協調海洋氣象監測系統、預報系統及科研與人才問題，傳統的天氣動力學、海洋學和新監測資料應用是其主要的理論和技術支撐。
從氣象軟科學角度探討海洋天氣監測、預報管理與技術協調發展，具有重要的現實意義，對新形勢下河北海洋氣象業務的發展思路、新項目開發、機構設置、人才戰略等方面制定及應對措施，具有一定的參考價值。對快速提升海洋天氣監測、預報能力將起到積極的促進作用。
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