摘要：利用日本发布的2006—2009年的亚洲地面分析图和西北太平洋波浪分析图，对冬春季发生在西北太平洋上的156个温带气旋的波浪分布特征进行了统计分析，得到了温带气旋中最大波高和4 m以上大浪的一般分布特征：最大波高中心主要分布在气旋中心S-SW方向上100～600 n mile范围内，其中200～300 n mile范围内出现率最高；4m以上大浪范围不以气旋中心呈对称分布，气旋南侧大于北侧，其中西南侧最大；最大波高和4m以上大浪范围与气旋强度有关，一般强度越强，最大波高和4 m以上大浪范围越大，反之，则越小。对于中心气压在980hPa以下的强温带气旋，最大波高均在6m以上，平均最大波高在8m以上，4m以上大浪的平均最大范围可达1 000 n mile以上，平均最小范围在300 n mile以上。

关键词：水路运输；西北太平洋；温带气旋；波浪；分布特征

在北半球中高纬度洋面上，温带气旋活动频繁，常常获得强烈发展，带来狂风暴雨等剧烈天气，有些甚至能形成类似于台风的风场和云系特征，海面出现巨浪，给海上运输、渔业生产和海上作业构成严重威胁。如1980年12月27日至1981年1月3日的8天时间内，航行于西北太平洋的巨轮有7艘因受爆发性气旋袭击而沉没。因此，了解和掌握温带气旋的风浪分布特征，避开气旋中的大风大浪区域，对于保障船舶航行安全具有重要意义。

一些学者在温带气旋波浪的分布特征方面进行过研究，得到了一些有意义的结论。但大都以定性研究为主，比较系统的定量研究比较少见。文章利用日本发布的2006—2009年的亚洲地面分析图，和西北太平洋波浪分析图嘲，对冬春季发生在西北太平洋上的156个温带气旋的波浪分布特征进行了统计分析，得到了一些新的定量研究结果，所得结论可为航行船舶选择和调整计划航线、避离不利天气影响提供参考。

1西北太平洋温带气旋中的最大波高及其分布

1．1气旋中的最大波高

西北太平洋温带气旋的强度一般在950～1010hPa之间，产生的波浪最小为2．0m，最大可达12．0m。温带气旋中的最大波高与气旋强度有着密切的关系。图1给出了温带气旋中的最大波高与气旋中心气压之间的关系。由图1可见，温带气旋中的最大波高与气旋中心气压之间存在较好的线性关系，两者之间的相关系数(R)达到了0．73，通过了显著水平a=0．01的显著性检验。这表明气旋强度越强，产生的最大波高越高。

图1温带气旋中的最大波高与气旋中心气压之间的关系(实线为线性趋势线)

表1列出了不同强度温带气旋中的平均最大波高和不同波段最大波高出现率。从表1可以看出，对于中心气压在970hPa以下的强温带气旋，最大波高都要达到6．0m以上，其中最大波高在6．0～9．0m(狂浪)范围的高达54．5％，在9．0～14．0m(狂涛)范围的为45．5％，平均最大波高可达8．9m；中心气压在970～979hPa之间的温带气旋，最大波高也在6m以上，与前者相比，最大波高在6～9m(狂浪)范围为65％，在9～14m(狂涛)为35％，平均最大波高达8．3m；中心气压在980～989hPa之间的温带气旋，最大波高在4 m以上，出现狂涛(波高为9～14m)的可能性较小，但狂浪(波高为6~9m)的出现率仍较大，达65．4％，巨浪(波高为4~6m)的出现率达30．8％，平均最大波高达6．4m；中心气压在990～999hPa之间的温带气旋，最大波高在3．0m以上，其中在4～6m(巨浪)范围的出现率最大，为58．8％，在6～9m(狂浪)范围的出现率较前有所减少，为29．4％，平均最大波高为5．2m；中心气压在1000～1009hPa之间的温带气旋，最大波高也在3m以上，最大波高在2．5～4．0m(大浪)、4．0～6．0m(巨浪)、6．0～9．0m(狂浪)范围的出现率分别为22．2％、63％和14．8％，平均最大波高可达4．4m；中心气压在1010hPa以上的弱温带气旋，最大波高一般在2．0～4．0m之间，以中、大浪为主，巨浪很少出现，狂浪和狂涛不可能发生。

表l 不同强度温带气旋中的平均最大波高和不同波段最大波高出现率

1．2气旋中最大波高的分布

温带气旋中的最大波高并不以中心对称分布，最大波高中心出现在气旋中心以外的各个方向上(见图2)。由图2可以看出，最大波高中心主要出现在气旋中心南侧，占91％左右，出现在气旋中心北侧的几率不到10％。其中气旋中心西南侧出现率最大，其次为南和西南偏南。在这3个方向上出现率占65．5％。气旋中最大波高中心的这种分布特征与气旋中锋面的分布密切相关。气旋中心南侧为锋面所在区域(冷锋在西南侧，暖锋在东南侧)，锋面是冷暖空气的交汇区域，在锋面附近气象要素分布不连续，气象要素水平梯度很大，常有大风、暴雨等恶劣天气发生，因此在这一区域风浪相对也较大，特别是在冷锋线附近和冷锋后，往往因强冷空气影响，构成“西高东低”的气压场形势，高低压之间气压水平梯度大，风力强，风时长，波高偏大。可见，气旋最大波高往往出现在冷锋过后的海面上，即大致位于气旋中心西南方向上。图3为这种常见的“西高东低”型的气旋波高分布实例。

图2最大波高中心在温带气旋各方位出现率(％)

图3“西高东低”型气旋海浪场实例

但值得注意的是，当锋面气旋与其东侧海上高压配合，形成“东高西低”形势时，两者之间的气压梯度增大，气旋东部出现南到东南大风，此时的高波区不在冷锋后，而是位于冷锋前气压梯度最大的地方，这时最大波高中心不再位于气旋中心西南方向，而可能在南或东南，甚至偏东。图4为这种“东高西低”型的气旋波高分布实例。

图4“东高西低”型气旋海浪场实例

从上述分析可知，气旋中最大波高中心主要位于气旋西南方向，与气旋中心的距离为120～900n mile，平均为350 n mile左右。图5为与气旋中心不同距离上最大波高中心的出现率。由图5可见，气旋中最大波高中心主要出现在离气旋中心100～600 n mile的范围内，占85％以上。其中在200～300 n mile范围内的出现率最高，占25％以上。这说明锋面气旋中的最大气压梯度(最大风速)离气旋中心较远。

图5与气旋中心每隔100 n mile距离上最大波高中心的出现率

2西北太平洋温带气旋中4m以上大浪的分布特征

4m以上的大浪对船舶安全航行将造成巨大威胁003。本文对北太平洋温带气旋中4m以上的大浪范围进行了分析；4m以上大浪范围以气旋中心外围4m等高线的半径来表示，分析发现，温带气旋中4m以上大浪范围也以气旋中心呈不对称分布，表现为比较明显的南侧大于北侧的特点。图6、图7分别为4m浪最大范围和最小范围在气旋各方位的出现率。由图6可见，4m浪最大范围主要分布在气旋的SW、SSW和S3个方位上，在这3个方位上的出现率达80％；由图7可见，4m浪最小范围主要分布在气旋的N、NE和NW3个方位上，在这3个方位上的出现率占70％以上。分析还发现，某些强温带气旋的北侧甚至无≥4m的波浪出现，即使有，也很少出现波高在6m以上的狂浪。

图6 4m以上大浪最大范围在温带气旋各方位的出现率

图7 4m以上大浪最小范围在温带气旋各方位的出现率

4m浪范围的大小与气旋强度有密切的关系。表2为不同强度温带气旋中4m等波高线与气旋中心距离的平均值。由表2可见，对于中心气压在990hPa以下的强温带气旋，4m等波高线与气旋中心最大距离平均可达1000 n mile以上；4m等波高线与气旋中心最小距离平均可达300 n mile左右。对于中心气压在990hPa以上的弱温带气旋，4m等波高线与气旋中心最大距离平均在700 n mile左右；4m等波高线与气旋中心的最小距离平均在170 n mile寿右。

表2 不同强度温带气旋中4m等波高线与气旋中心距离的平均值

3结语

通过对温带气旋中最大波高和4m以上大浪分布特征的分析，我们可以得到以下几点主要结论：

1．温带气旋中的最大波高和4m以上大浪范围不以气旋中心对称分布。最大波高中心一般出现在气旋中心S-SW方向100～600n mile范围内，其中以200～300n mile范围出现率最高，平均范围为350n mile左右。4m以上大浪最大范围出现在气旋南半圆S-SW方向上，最小范围出现在气旋北半圆的偏北方向上。

2．温带气旋中的最大波高及4．0m以上大浪的最大与最小范围与气旋强度有密切的关系。强度越强，最大波高和4．0m以上大浪的最大与最小范围越大，反之，则越小。对于中心气压在980hPa以下的强温带气旋，最大波高均在6．0m以上，最大波高极大值可达12．0m，平均最大波高在8．0m以E，4．0m以上大浪的平均最大范围(南半圆)可达1000 n mile以上，平均最小范围(北半圆)也在300 n mile以上。

3．温带气旋中的波浪分布特征与气压场分布特征密切相关，大浪中心一般出现在水平气压梯度最大(等压线最密集)的地方。当温带气旋与附近高压结合构成“西高东低”或“东高西低”形势时，两者之间气压梯度加大，即可产生大风大浪，而且高压越强，低压也越强，产生的波浪越大。温带气旋冷锋部位是等压线相对密集区，航海人员在分析传真图时应密切注意。

在北太平洋航行的船舶，如遇温带气旋，应根据温带气旋的风浪分布特征，结合船舶性能、装载情况、航行任务要求等，选择合理的航行路线，尽可能做到顺风顺浪，以达到趋势避害、安全航行的目的。西行船舶，应尽量选择在温带气旋北侧通过，那里不仅风浪相对较小，而且顺风顺浪，节省航时；东行船舶，一般选择在温带气旋南侧通过，但应尽量在远离气旋中心600 n mile以上的范围内航行，因为那里很少遇到6．0m以上的大浪。气旋锋线附近海况恶劣，特别是冷锋线附近及冷锋后部，船舶航行时要避开该区域以保证安全。

作者：杨亚新1，范德新2  来源：中国航海