知乎日報:為什麼現在有海洋預報?作用是什麼?

  瀏覽了一下國家海洋預報台的網站,雖然畫風仍然是比較呆板,但是點進去仍然是有不少乾貨的。對這個領域關注的知友可以看看有哪些感興趣的產品

  從網站上看,國台的預報模型還是比較完善的,涵蓋了全球、印度洋、西北太平洋、渤黃東海、南海和極地幾個不同精度的模型。

  令人驚喜的是,每個模型都是波浪和海流耦合的模式,還提供集合最優插值(EnOI)觀測數據同化(簡單來説,就是利用觀測數據校正模式結果)。

  每個模式都能提供未來 72 小時內的三維海温、海流、有效波高等海洋要素的信息。

  除了在一些特定海域(比如台灣海峽內,廈門大學的洋流預報精度會高於預報台的預報),該預報都是比較可靠的。

  接下來簡單討論幾個海洋預報的具體應用,1-4 以國台提供的產品為例:

  1. 主要旅遊城市的潮汐狀況(水温、浪高、高潮時低潮時及高度)、海水浴場的狀態

  這個對於海濱城市旅遊蠻實用的,作用也顯而易見,就不用多解釋了。

  2. 颱風、風暴潮、海嘯等災害預警

  颱風其實嚴格來説是天氣預報的範疇。然而颱風到來帶來的強降雨、高水位如果疊加了天文大潮,就會造成所謂“風暴潮”的現象,這個就需要海洋預報來模擬和預報可能的災害,預警也一般是根據海洋預報的結果給出的。

  具體還可以參考國台網站的科普:國家海洋環境預報中心。

  而海嘯,可以參考我以前的一個答案:海嘯預警的機制是什麼? - 災難, 介紹了海嘯預警的機理,也可以歸類到海洋預報的範疇裏。

  3. 海冰

  海冰預報就是預報某些海域結冰的狀況。海冰會影響船舶的航行,影響海洋漁業,甚至造成災害。這塊作為亞熱帶人民不太熟悉,不過也不難想象。

  4. 波浪

  上文有朋友 @浩祝 提到海洋波浪,會影響海洋工程。

  因為海洋裏的結構物和船舶等都有設計浪高要求.這個在規範裏叫做 Significant Wave Height,代號是 Hs.

  波浪的預報也是有現成的產品。對於精度,不做這塊,不是很瞭解。

  5. 中尺度渦預報

  以上 1-4 都是天氣尺度(大約一週左右)海洋過程的預報。除了波浪以外,時間尺度為數個月的中尺度渦旋(另外一個很有趣的海洋現象,可以類比成海洋中的颱風)也會影響海洋中的結構物,特別是海洋鑽井平台。一旦遭遇中尺度渦,鑽井平台會遭受數個月的強烈晃動,甚至有可能受損。

  然而現在並沒有成熟的中尺度渦預報。因為中尺度渦是強非線性(是不是很熟悉的名詞? 提示下,扇動翅膀引起颱風的“混沌理論”)的過程,其生成與運動都有一定的隨機性,很難模擬。

  6. 海洋救援

  最近我校又出了一個悲劇的事情,14 級校友賽軍在越南附近海域落水失蹤,至今已經超過 72 小時。

  相關新聞:諾萊仕 Ark323 一船員落水|失聯已接近 24 小時

  特此祈禱。

  在海洋救援領域,海洋預報也可以起到關鍵作用。我在另一個答案(當有人落海失聯後,該怎樣進行海上救援工作,以最大可能能營救出落海者? - 知乎用户的回答)中提到:

  雖然現在的搜救系統給出的軌跡多少有所偏差,但是能夠定性給出大概的軌跡、方向和範圍。

  用來指導大致的搜救範圍,比在茫茫大海上盲目尋找來的可靠的多。

  然而幾次有落水事故,都沒有及時聯繫到預報台或者相關海洋單位的人員。等到想起模擬,已經過了最佳的搜救時間。

  在此也提醒:如果未來有落水事故,建議先聯繫海事局、海洋漁業局、海警局等救援單位,之後迅速聯繫相關海洋研究單位。(個人經驗來説,中國海聯繫國家海洋預報台,台灣海峽聯繫廈門大學海洋與地球學院。其他的單位和預報不瞭解,有清楚的知友可以提供信息。)

  順手記下,也許能救人一命。

  以上。如果有好奇的地方,可以留言討論。

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