一种航线天气预报的方法
阅读：411发布：2020-06-08
专利汇可以提供一种航线天气预报的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种航线天气预报的方法，所述制作方法包括以下步骤：(1)接收天气预报信息；(2)对上述天气预报信息进行分析；(3)绘制 船舶 和影响其航行的主要天气系统之间的相对 位置 ，该步骤进一步包括：绘制天气系统在预报时效内的位移线段；绘出船舶在预报时效内的位移线段；绘出所述的相对位置；(4)制作船舶航线上的天气预报；(5)根据制作的天气预报选择船舶航线。根据本发明的航线天气预报的制作方法，不仅参考了天气系统的影响，而且考虑了船舶本身的运动，因此提高了航线天气预报的 精度 。，下面是一种航线天气预报的方法专利的具体信息内容。
1.一种航线天气预报的方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步骤：
(1)接收天气预报信息；
(2)对上述天气预报信息进行分析；
(3)绘制船舶和影响其航行的主要天气系统之间的相对位置，该步骤进一步包括：绘制天气系统在预报时效内的位移线段；绘出船舶在预报时效内的位移线段；绘出所述的相对位置；
(4)制作船舶航线上的天气预报；
(5)根据制作的天气预报选择船舶航线。
2.按照权利要求1所述的航线天气预报的制作方法，其特征在于，所述步骤(1)中的天气预报信息选自地面分析图、地面预报图、波浪分析图、波浪预报图、热带气旋警报图、海流图和海冰图。
3.按照权利要求2所述的航线天气预报的制作方法，其特征在于，所述步骤(2)进一步包括：将与地面分析图相同时间的船位点绘在所接收的实况图上，并根据船舶的计划航向绘制出计划航线，然后根据该图进行确定：
船舶目前受何天气系统影响和位于该天气系统中的位置；
由计划航向和天气系统的移动方向，分析未来船舶主要受何种天气系统的影响以及是否有危及船舶航行安全的天气发生。
4.按照权利要求3所述的航线天气预报的制作方法，其特征在于，所述步骤(3)中绘制天气系统在预报时效内的位移线段包括：
将地面分析图或波浪分析图上天气系统的实际位置及地面预报图或波浪预报图上天气系统的预报位置以点状绘制在同一张图上，然后连接实测位置点和预报位置点。
5.按照权利要求3所述的航线天气预报的制作方法，其特征在于，所述步骤(3)中绘出船舶在预报时效内的位移线段包括：
在绘有天气系统位移线段的图上，点上与图名标题相同时间的船位，画出计划航向，由该船舶的航速算出预报时效内的推算船位，并在计划航向上作出相应标记。
6.按照权利要求3所述的航线天气预报的制作方法，其特征在于，所述步骤(3)中绘出所述的相对位置包括：
在天气系统在预报时效内的位移线段和船舶在预报时效内的位移线段上分别作相同时间间隔的等分记号，逐一画出各等分时刻船舶相对于天气系统中心的相对位置点。
7.按照权利要求1所述的航线天气预报的制作方法，其特征在于，所述步骤(4)包括风的预报、浪的预报和雾的预报。
一种航线天气预报的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及天气预报的制作方法，尤其涉及一种航线天气预报的制作方法。
背景技术
[0002] 航线天气预报是指航海人员利用气象部门的预报成果，自行制作航线上短期天气预报。制作航线天气预报不仅要考虑天气系统的移动，而且还要考虑船舶本身的运动，因此不同于一般的天气预报。目前船舶航线的短期天气预报往往只参考了天气系统的影响，而大多没有考虑船舶本身的运动，因此在预报的精度方面有所欠缺。
[0003] 因此，需要提供一种航线天气预报的制作方法以解决上述问题。
发明内容
[0004] 为了解决该问题，本发明公开了一种航线天气预报的方法，所述制作方法包括以下步骤：
[0005] (1)接收天气预报信息；
[0006] (2)对上述天气预报信息进行分析；
[0007] (3)绘制船舶和影响其航行的主要天气系统之间的相对位置，该步骤进一步包括：绘制天气系统在预报时效内的位移线段；绘出船舶在预报时效内的位移线段；绘出所述的相对位置；
[0008] (4)制作船舶航线上的天气预报；
[0009] (5)根据制作的天气预报选择船舶航线。
[0011] 较佳地，所述步骤(2)进一步包括：将与地面分析图相同时间的船位点绘在所接收的实况图上，并根据船舶的计划航向绘制出计划航线，然后根据该图进行确定：
[0012] 船舶目前受何天气系统影响和位于该天气系统中的位置；
[0013] 由计划航向和天气系统的移动方向，分析未来船舶主要受何种天气系统的影响以及是否有危及船舶航行安全的天气发生。
[0014] 较佳地，所述步骤(3)中绘制天气系统在预报时效内的位移线段包括：
[0015] 将地面分析图或波浪分析图上天气系统的实际位置及地面预报图或波浪预报图上天气系统的预报位置以点状绘制在同一张图上，然后连接实测位置点和预报位置点。
[0016] 较佳地，所述步骤(3)中绘出船舶在预报时效内的位移线段包括：
[0017] 在绘有天气系统位移线段的图上，点上与图名标题相同时间的船位，画出计划航向，由该船舶的航速算出预报时效内的推算船位，并在计划航向上作出相应标记。
[0018] 较佳地，所述步骤(3)中绘出所述的相对位置包括：
[0019] 在天气系统在预报时效内的位移线段和船舶在预报时效内的位移线段上分别作相同时间间隔的等分记号，逐一画出各等分时刻船舶相对于天气系统中心的相对位置点。
[0021] 根据本发明的航线天气预报的制作方法，不仅参考了天气系统的影响，而且考虑了船舶本身的运动，因此提高了航线预报的精度。
[0022] 在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
附图说明
[0024] 图1是航线天气预报的制作方法中船舶相对位置的绘制示意图；
[0025] 图2是航线天气预报的制作方法中地转风计算示意图；
[0026] 图3是根据本发明一个实施例的航线天气预报的制作方法中的地面分析图；
[0027] 图4是根据本发明一个实施例的航线天气预报的制作方法中的波浪分析图；
[0028] 图5是根据本发明一个实施例的航线天气预报的制作方法中的地面预报图；
[0029] 图6是根据本发明一个实施例的航线天气预报的制作方法中的波浪预报图。
具体实施方式
[0030] 在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0031] 为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
[0032] 以下结合附图对本发明的实施例做详细描述。
[0033] 根据本发明的航线天气预报的制作方法包括以下五个步骤：1、接收天气预报信息；2、对上述天气预报信息进行分析；3、绘制船舶和影响其航行的主要天气系统之间的相对位置；4、制作船舶航线上的天气预报；5、根据制作的天气预报选择船舶航线。以下分别对这五个步骤进行描述。
[0034] 1、接收天气预报信息
[0035] 该接收的天气预报信息通常包括地面分析图(AS)、地面预报图(FS)、波浪分析图(AW)、波浪预报图(FW)。当然，也可以接收其他的预报图，例如热带气旋警报图(WT)、海流图和海冰图等。另外，还可以接收有关海域的天气报告。
[0036] 2、对上述预报信息进行分析
[0037] 将与地面分析图相同时间的船位点绘在所接收的实况图上，并根据船舶的计划航向绘制出计划航线，然后根据该图进行分析：
[0038] 2.1船舶目前受何天气系统影响和位于该天气系统中的位置。
[0039] 2.2由计划航向和天气系统的移动方向，分析未来船舶主要受何种天气系统的影响以及是否有危及船舶航行安全的天气发生。如有，则进入下一步骤；如无，则结束本发明的制作方法。
[0040] 3、绘制船舶和影响其航行的要天气系统之间的相对位置
[0041] 该步骤进一步包括：
[0042] 3.1绘制天气系统在预报时效内的位移线段
[0043] 具体来说，将AS或AW图上天气系统的实际位置及FS或FW图上天气系统的预报位置以点状绘制在同一张图上，然后连接实测位置点和预报位置点便绘成了预报时效内的位移线段。如果天气系统在预报时效内的移向和移速有变化，则可增绘12小时的预报位置，将上述三个位置点在同一张图上，连接三点便绘成了天气系统的位移线。此位移线可以为直线，也可以为折线。
[0044] 3.2绘出船舶在预报时效内的位移线段
[0045] 在绘有天气系统位移线段的图上，点上与图名标题相同时间的船位，画出计划航向，由该船舶的航速则可算出预报时效内的推算船位，如6，12，18，24小时的推算船位，并在计划航向上作出相应标记。
[0046] 3.3绘出相对位置
[0047] 在上述两条位移线段上分别作相同时间间隔的等分记号，逐一画出各等分时刻船舶相对于天气系统中心的相对位置点。下面介绍在实况图上(AS或AW图上)以天气系统为参考点(不动点)的船舶相对位置的绘制方法。
[0048] 首先在实况图上(AS或AW图上)绘制出船舶和天气系统在预报时效内的位移线段，在位移线上分别点出各时刻(例如在一个例子取世界时00、12、24三个时刻)船舶和天气系统的所在位置，如图1中的A0、A1、A2和B0、B1、B2所示。
[0049] 12Z相对位置画法：以A1点为原点，向与天气系统移动方向相反的方向作B0B1的平行线，在此平行线上取一点C1，使A1C1等于B0B1，则C1即为12Z船舶相对于00Z天气系统中心的相对位置。
[0050] 24Z相对位置画法：以A2点为原点，向与天气系统移动方向相反的方向作B0B2的平行线，在此平行线上取一点C2，使A2C2等于B0B2，则C2即为24Z船舶相对于00Z天气系统中心的相对位置。
[0051] 如果在预报图(FS和FW图)上操作时，则以预报天气系统中心为参考点(不动点)，按上述同样的方法绘出船舶相对于预报天气系统中心的相对位置。
[0052] 4、制作船舶航线上未来时段的天气预报
[0053] 在制作天气预报时应考虑图的时效，综合使用实况图和预报图。以下对各种天气情况的预报做出详细说明。
[0054] 4.1风的预报
[0055] 4.1.1风向的预报
[0056] 风向的预报可通过气压场的情况，按照风压定律作出(风向与等压线平行。北半球，背风而立，高压在右，低压在左；南半球，则相反)，还要考虑摩擦力的影响(摩擦力使风向偏离等压线由高压指向低压)，在海面上，摩擦力使风向偏离等压线约10-20度。
[0057] 4.1.2风力的预报
[0058] ①天气图的应用
[0059] 天气图中有大风警报，如[W]、[GW]、[SW]、[TW]等，另外图中有时有关于天气系统风力大小及其范围的文字说明(前面已将其绘在图上)，还有单站实测资料，这些可供预报时参考。
[0060] ②公式计算
[0061] 在天气图上计算海面风时，通常采用地转风近似法，即海面实际风速约为地转风速的65％-70％。在气旋性或反气旋性曲率较大处采用梯度风近似法计算海面风速效果较好。地转风速可用下面的近似计算公式求得：
[0062]
[0063] 式中Vg为地转风速；ΔP/Δn为计算点附近的水平气压梯度；φ为计算点所在纬度。
[0064] 梯度风速可用下面的近似计算公式求得：
[0065]
[0066]
[0067] Vc、Va分别为气旋性和反气旋性弯曲处的梯度风速。在地面天气图上，只要知道某处等压线的曲率半径r(以纬距为单位)、相邻两条等压线的垂直间距Δn(以纬距为单位)及该处的纬度 再根据等压线的弯曲性质(气旋性弯曲还是反气旋性弯曲)，利用式(2)或式(3)，即可计算出该处的梯度风速值。
[0068] 计算海面风速时，根据公式(1)、(2)或(3)算出该点的理论风速值，再乘以海面摩擦系数，即得海面实际风速。值得注意的是，在量取Δn时，最好包括3条以上等压线并取其平均间隔，这样可使计算结果有代表性，还可减少由于绘制等压线时引进的误差。
[0069] 例如：在某发布的ASAS图上(如图2所示)，已知A、B两点的纬度均为40°，求A、B两处的海面风速。
[0070] 第一步----求A、B两处相邻两条等压线之间的垂直间距Δn
[0071] 过A、B两点分别作相邻等压线的垂线(由于B点不在两条等压线的中间，因此作垂线时包含了三条等压线，求Δn时取其平均间距)，交相邻等压线于P1、P2、P3、P4四点，用直尺量得P1P2＝0.4厘米，P3P4＝0.7厘米，相邻两条纬线之间的距离为2.8厘米(即一个纬距约为0.28厘米)，通过换算得：P1P2＝0.4/0.28＝1.43个纬距，P3P4＝0.7/0.28＝2.5个纬距，即：A点处的Δn＝P1P2＝1.43个纬距；B点处的Δn＝P3P4/2＝1.25个纬距。
[0072] 第二步----A、B两处等压线较为平直，故根据地转风近似计算公式求地转风速：
[0073] A点处：Vg＝-4.78·ΔP/(sinΦ·Δn)＝4.78*4/(sin40*1.43)＝20.8(m/s)[0074] B点处：Vg＝-4.78·ΔP/(sinΦ·Δn)＝4.78*4/(sin40*1.25)＝23.8(m/s)[0075] 第三步----求海面实际风速
[0076] A点处风速为：VA＝20.8*65％＝13.5(m/s)
[0077] B点处风速为：VB＝23.8*65％＝15.5(m/s)
[0078] 4.2浪的预报
[0079] 根据波浪分析(AW)图和波浪预报(FW)图上绘制的等波高线和主波向等来预报，同时要注意参考天气报告中提供的有关浪的预报结果。需要注意的是，波浪图上的波高为有效波高(有效波高是指某一海域1/3大波的平均波高，用H1/3表示)，因此船舶在使用波浪预报图时需注意在航行海区可能会出现比有效波高大的波。设有效波高H1/3为一个单位，则其他几种统计波高与H1/3的比值见下表。由表可见，有效波高大于平均波高；在100个连续波中有一个波的波高超过H1/3的1.5倍稍多；在1000个连续波中就将出现一个波高约两倍于有效波高的大波。
[0080]
[0081] 4.3雾及其他天气现象的预报
[0082] 根据天气图上和天气报告中提供的浓雾及其他天气现象的预报结果，同时参考预报点附近单站实测的气象要素综合进行预报。
[0083] 5、根据制作的天气预报选择船舶航线
[0084] 根据上述预报结果，结合船舶的性能、技术条件、载货等情况作出是否改变航向的决策，选择尽量避开大风浪区的安全经济航线。
[0085] 以下举例对上述的航线天气预报制作方法进行说明。
[0086] 明华轮2009年10月9日0000时(世界时)船位在 λ＝170°E，航向W，航速Vs＝25节。预报明华轮在其航线上10月9日世界时0000时、1200时及10月
10日世界时0000时的天气与海况(包括风向、风速、云雨、雾和海浪等情况)。
10日世界时0000时的天气与海况(包括风向、风速、云雨、雾和海浪等情况)。
[0087] 第一步，明华轮于0400Z收到发布的ASAS图，0700Z左右陆续收到AWPN、FSAS、FWPN图(如图3、4、5、6)。
[0088] 第二步，将0000Z的计划航向点在AS图上，并标明计划航向JH。由计划航向和天气系统移向看出，船将与中心气压为980hPa的强热带风暴相遇。该强热带风暴正以23kn的速度向ENE方向移动，风暴区域内有暴风警报。
[0089] 第三步，根据第二步的结果，明华轮绘制本船和980hPa强热带风暴之间的相对位置。
[0090] 绘制天气系统位移线段：在091200Z和100000Z位置预报圆中心各取一点，分别记为P1、P2，连接系统的实测和12h、24h预报位置点P1、P2，便绘成了天气系统在未来24h内的位移线段(如图中的虚线所示)。
[0091] 绘制船舶位移线段：自AS图上0000Z船位(图中的Q点)画出计划航向JH，由航速(25kn)算得24h内的计划航程600n mile(相当于10个纬距的长度，在天气图上量取一个纬距长度时，应在船位附近经线上量取)，据此得到24h的推算船位点(图中的Q2点)，连接0000Z的船位点和24h的推算船位点，得到24h内的船舶位移线段(如图中的实线所示)。在位移线段上取一等分点，得到1200Z的船舶位置(图中的Q1点)。
[0092] 绘制相对位置：按照前面所述的方法，在AS图上，画出明华轮与980hPa强热带风暴之间的12Z相对位置(如图中的R点所示)；在FS图上，画出明华轮与986hPa锋面气旋(由980hPa强热带风暴变性而来)之间的12Z相对位置(如图中的R’点所示)。
[0093] 将AS图上1200Z的相对位置点，按其所在的经纬度点到AW图上，将FS图上1200Z的相对位置点，按其所在的经纬度点到FW图上。同时将AS图上24h推算船位点按其所在的经纬度点到FS、FW图上。
[0094] 第四步，10月9日0000Z的预报：从AS图上看，0000Z船舶处于980hPa强热带风暴前部的高压带中，吹W-NW风，从附近测站估算，风速7～8m/s((4～5级)；从AW图上看，浪高为2～3m，浪向NW；从0000Z船位点附近测站看，当时天空晴到少云，气温20℃左右，能见度良好。
[0095] 10月9日1200Z的预报：从AS图上看，1200Z船舶处于980hPa强热带风暴的暖区，吹S～SW风，通过地转风近似法求得风速约13.5m/s(6～7级)；从FS图上看，1200Z船舶处于986hPa锋面气旋的暖区，吹SW风，通过地转风近似法求得风速约13.5m/s(6～7级)；从AW图上看出，1200Z浪高为3m左右，浪向偏S；从FW图上看，1200Z浪高为3～4m，浪向偏SW；参考AS图，1200Z天空多云到阴，气温22℃左右，能见度不良。综合考虑AS和FS图，1200Z船舶所在海区吹S～SW风，风力6～7级，浪高为3～4m，浪向偏S～SW，天空多云到阴，气温22℃左右，能见度不良。
[0096] 10月10日0000Z的预报：从FS图上看，船舶位于L986锋面气旋冷锋后面，风向以偏西风为主，通过地转风近似法求得风速约15.5m/s(7级左右)；从FW图上看，海面波浪较大，浪高6-7m，浪向WNW。10月10日0000Z天空阴有雨，能见度不良。
[0097] 第五步，从以上步骤结果可知，明华轮从10月9日0000Z到10月10日0000Z这段时间里，基本上是顶风、顶浪航行，浪高在3～7m之间，能见度不良。这种状况对船舶的安全航行造成一定的影响，故可以考虑将原航向改为SW，待避开大风浪区域后，再恢复原定航向。
[0098] 另外，在制作航线天气预报时，还可以利用高空图、卫星云图、重要天气图等辅助资料，使预报更加准确可靠。另外，在航行过程中最好每隔6小时接收一次最新的气象传真图，按照上述步骤和方法，对前面制作的航线天气预报进行必要的修正，直至到达目的港为止。
[0099] 根据本发明的航线天气预报的制作方法，不仅参考了天气系统的影响，而且考虑了船舶本身的运动，因此提高了航线天气预报的精度。
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