国家海洋信息中心潮汐预报发展历程纪略

作者:记者于燕妮  来源:中国海洋报   发布时间:2018-06-07 09:38:11   [打印本页] [关闭窗口]

  与人类生产生活密不可分的潮汐

  潮起潮落是人们常见的海洋景观,潮汐则是这种自然现象的专业名称。富有韵律的潮汐变幻,犹如地球这颗蓝色星球有节奏的呼吸。

  我国是世界海洋潮汐类型最为丰富多彩的海区之一。由于潮汐与人们的生产和生活有密切关系,对人类从事海上生产和军事活动有很大的影响,人类尤其是沿海地区的居民很早就对潮汐有较深刻的认识,相关文字记载可追溯到两千多年以前。

  随着造船业的发展,船舶吨位逐渐加大,原有的港口不能适应新的需要,解决这一问题,除采取工程措施加深航道水深外,还可以利用潮汐的特性,涨潮高潮时进港,在海水将落未落时出港,增加大船的通行能力。

  在渔业资源开发方面,准确地掌握潮水的规律对捕捞作业有很大帮助。大潮流水急,鱼群受潮水冲刷,易分散排向外海,或栖居于中上层;小潮流水缓慢,鱼群易集中排向内海,并下沉海底,是捕捞的好时机。掌握潮汐的情况,对确定鱼区地点、张网高度、航行时间等均有影响。了解掌握潮汐规律,也便于选择有利的地区进行人工海水养殖。

  在减轻和预防海洋灾害方面,潮汐预报也起着至关重要的作用。风暴潮灾是沿海地区频发率最高、损失最严重的海洋灾害,多发生在每年5月~10月,正值河流洪水季节。在大潮汛时,加之台风入侵,水位要比平时抬高许多,是最危险的时期。因此,必须预先知道潮位高度及由台风引起的增水数值,及时采取加固堤坝,加强堤防检查等预防措施,可以最大限度地减轻灾害损失。

  在劳动人民长期实践经验的基础上,科学家们不断的观测与总结,经过长期的积累,形成了现代的潮汐预报,在各国海洋资源的开发利用中有着极其重要的地位。

  我国潮汐预报的起步与发展

  坐落于天津的国家海洋信息中心是我国国家海洋局潮汐、潮流预报的责任单位。近50年来,其潮汐潮流预报服务覆盖了我国海洋航运、海事、渔业、科研、旅游等众多行业,积累了雄厚的技术经验,中心负责海洋潮汐预报的科学家们,见证了我国的潮汐预报由早期较为基础的高低潮预报,发展到现今更具即时性、区域性、永久性的调和预报方法的发展之路。

  20世纪50年代末,我国海洋学家引入苏联杜瓦宁的非调和方法,开始进行“潮流大面积预报”,并于1958年~1960年全国海洋综合调查期间编制了“潮流永久预报表”,提供了我国近海若干站点5米层的潮流预报资料,可称为我国潮流区域预报的第一代产品。

  20世纪60年代后期电子计算机开始应用于我国的海洋研究领域,时任中国科学院海洋研究所研究员的方国洪提出制作全区域性、多层次的潮流永久预报数据的可能性,在其倡议下,当时的中国科学院海洋研究所、国家海洋局海洋科技情报研究所、中国科学院计算机研究所等单位成立了“潮流预报协作研究组”。研究组利用实测海流分析及数值模拟所得的调和常数,采用新预报方法,编制成渤海、渤海海峡、黄海、朝鲜海峡、东海、舟山海区、南海北部和北部湾各个海区的“中国近海潮流永久预报图集表”,预报站基本覆盖各个海区,其中大部分海区还编制了潮流图。这些纸质图表成为我国潮汐潮流预报的第二代产品,均由国家海洋信息中心的前身国家海洋局科技情报研究所出版。

  据国家海洋信息中心研究员陈满春介绍,这项工作进行期间,情报所投入了大量人力进行资料整理、数据输入、程序编制和计算等工作,研究人员在当时计算机硬件条件不足、计算能力有限的情况下,努力攻关,有针对性地优化处理、设计相关软件,减少计算时间,提高工作效率。“当时的108E计算机虽体积庞大能力却有限,在完成数据的计算处理后,还有大量的人工套版工作,需要人工把文字标记贴在相应位置。”陈满春回忆道。

  后来,随着电子计算机的运用及卫星轨道覆盖区域的扩大,海洋科学工作者逐渐能够在便携式电脑上实现潮汐潮流的预报,国际上潮汐潮流预报也产生较大变化。情报所研究员王骥等人致力于相关研究,提出了“模式预报系统”“综合水位”“相关法”等思路,成为当时潮汐预报领域的先驱者。经过多年的努力,他们不但在应用国际先进方法的过程中积累了丰富的经验,还针对中国特定地区的地理环境,进行本土化的改进,形成了具有鲜明特色的研究方法。

  20世纪80年代,王骥等提出了“浅水潮汐预报的调和—非调和方法”,并出版《潮汐和潮流的分析和预报》一书,大幅提高了我国潮汐潮流预报的准确度与效率,使多数浅水港口潮时、潮高的预报合格率达到90%以上。同时,他们还对潮流预报应用进行了研究,缩减了预报表篇幅,使多站多层的大面预报成为可能,并编制了永久潮流预报图表集合潮流表,进一步满足了当时经济社会发展的需要。

  多种类精准便捷的潮汐预报服务

  为了适应海洋经济和网络信息化快速发展的需要,国家海洋信息中心的科技人员利用计算机技术,建立了潮汐资料和调和常数数据库以及推算预报数据模型。根据数据模型,采取严格的质量控制编制出版的潮汐表分析预报范围,不仅涉及整个中国沿海,还拓展到世界各主要港口、航线和海峡,涵盖了世界上多种潮汐类型的港口。预报形式既有高潮、低潮、潮时、潮高预报,也有需乘潮进出港及海上作业所需的每小时潮位预报信息,实现了多站多层的永久性大面积预报。

  信息中心不断拓展海洋预报产品的服务领域,着力满足海洋航运及海事行业对精细化潮汐潮流数据资料的急切需求,在中国海洋信息网上及时发布潮汐潮流预报数据产品,使涉海行业和沿海地区人群更加方便快捷地查询到各港口的潮汐潮流预报数据。

  海洋潮汐与大地测量和海洋深度测量有直接关系,而沿海海洋站多年来存在高程基准不统一、与1985国家高程基准关系不明确等问题,影响了观测资料在海洋防灾减灾工作中的应用。为解决这些矛盾,信息中心制定了《全国海洋站水准连测技术规程》与《工作方案》,深入研究了117个站位的水准连测成果,推算了海洋站各基准面与1985国家高程基准的关系,编写了《全国海洋站水准连测成果分析报告》,实现了海洋站观测资料的连续、稳定和基准统一,为防灾减灾和沿海开发建设提供了优质的预报服务。