航海气象学与海洋学航海气象学与海洋学(Meteorology and Oceanography for Mariners)大连海事大学航海学院大连海事大学航海学院张永宁张永宁本课程的性质内容及目的本课程的性质内容及目的性质：性质：航海气象学与海洋学是航海技术专业必修的主干专业课程之一。航海气象学与海洋学是航海技术专业必修的主干专业课程之一。同时也是中华人民共和国海船船员适任证书考试、评估的主要项目之一。同时也是中华人民共和国海船船员适任证书考试、评估的主要项目之一。内容：内容：主要包括气象、海洋要素的基本概念；大风、大浪、海流、浓雾主要包括气象、海洋要素的基本概念；大风、大浪、海流、浓雾和强对流天气等形成背景条件及变化规律；大气环流、海洋环流；主要天和强对流天气等形成背景条件及变化规律；大气环流、海洋环流；主要天气系统的生消、活动规律及天气模式，以及气象传真图的识别、分析和应气系统的生消、活动规律及天气模式，以及气象传真图的识别、分析和应用等。用等。目的：目的：通过学习进一步拓宽大家对大气和海洋的了解和认知。了解和掌通过学习进一步拓宽大家对大气和海洋的了解和认知。了解和掌握从事航海活动所必备的气象学与海洋学基础理论知识，使之能够在实践握从事航海活动所必备的气象学与海洋学基础理论知识，使之能够在实践中应对海上各种恶劣天气和海况，充分利用有利的海洋环境，尽可能避开中应对海上各种恶劣天气和海况，充分利用有利的海洋环境，尽可能避开不利的天气和海洋因素。从而达到趋利避害，保障海上活动安全不利的天气和海洋因素。从而达到趋利避害，保障海上活动安全 。同时增。同时增强我们热爱海洋、热爱专业，增强保护大气和海洋环境的意识。强我们热爱海洋、热爱专业，增强保护大气和海洋环境的意识。本课程符合国际本课程符合国际STCW78/95公约等国内外相关的法律、法规要求公约等国内外相关的法律、法规要求。本科教学时数分配表本科教学时数分配表 序号序号 知识体系知识体系 总总 学学 时时 数数5454 讲课讲课 实验实验1绪论绪论2 22气象学基本知识气象学基本知识 18182 23海洋学基本知识海洋学基本知识 4 44天气系统及其天气特征天气系统及其天气特征16162 25船舶气象信息的船舶气象信息的获取和取和应用用 4 46船舶气象船舶气象导航概述航概述2 22 27世界大洋气候世界大洋气候2 2总计总计48486 6绪 论l l海上的一切活动都离不开大气和海洋，因此，海上的一切活动都离不开大气和海洋，因此，海上的一切活动都离不开大气和海洋，因此，海上的一切活动都离不开大气和海洋，因此，不可避免地要受到天气和海洋条件的影响和制不可避免地要受到天气和海洋条件的影响和制不可避免地要受到天气和海洋条件的影响和制不可避免地要受到天气和海洋条件的影响和制约。航海气象学和海洋学就是研究大气、海洋约。航海气象学和海洋学就是研究大气、海洋约。航海气象学和海洋学就是研究大气、海洋约。航海气象学和海洋学就是研究大气、海洋的运动变化规律以及海的运动变化规律以及海的运动变化规律以及海的运动变化规律以及海气相互作用对航海活气相互作用对航海活气相互作用对航海活气相互作用对航海活动的影响，其目的就是动的影响，其目的就是动的影响，其目的就是动的影响，其目的就是“ “趋利避害趋利避害趋利避害趋利避害” ”，充分利，充分利，充分利，充分利用有利的天气海洋条件，尽可能避离恶劣的天用有利的天气海洋条件，尽可能避离恶劣的天用有利的天气海洋条件，尽可能避离恶劣的天用有利的天气海洋条件，尽可能避离恶劣的天气和海况，以达到安全、经济航行之目的。气和海况，以达到安全、经济航行之目的。气和海况，以达到安全、经济航行之目的。气和海况，以达到安全、经济航行之目的。气象绪论本科航海气象学与海洋学l l气气气气象象象象学学学学：研研研研究究究究大大大大气气气气中中中中发发发发生生生生的的的的一一一一切切切切物物物物理理理理现现现现象象象象和和和和物物物物理理理理过过过过程程程程的的的的科科科科学学学学，又称大气物理学。又称大气物理学。又称大气物理学。又称大气物理学。n n其其其其范范范范围围围围极极极极广广广广，可可可可渗渗渗渗透透透透各各各各个个个个领领领领域域域域，对对对对人人人人类类类类的的的的活活活活动动动动和和和和生生生生息息息息十十十十分分分分重重重重要要要要。因因因因此此此此，人人人人们们们们根根根根据据据据对对对对气气气气象象象象学学学学的的的的不不不不同同同同需需需需要要要要已已已已分分分分门门门门别别别别类类类类地地地地形形形形成成成成了许多各自独立的应用气象学。了许多各自独立的应用气象学。了许多各自独立的应用气象学。了许多各自独立的应用气象学。l l应应应应用用用用气气气气象象象象学学学学：工工工工业业业业( ( ( (城城城城市市市市) ) ) )气气气气象象象象学学学学、农农农农业业业业气气气气象象象象学学学学、林林林林业业业业气气气气象象象象学学学学、军事气象学、医疗气象学、航空气象学等。军事气象学、医疗气象学、航空气象学等。军事气象学、医疗气象学、航空气象学等。军事气象学、医疗气象学、航空气象学等。l l航航航航海海海海气气气气象象象象学学学学与与与与海海海海洋洋洋洋学学学学：研研研研究究究究大大大大气气气气和和和和海海海海洋洋洋洋的的的的运运运运动动动动变变变变化化化化规规规规律律律律及及及及其其其其与航海活动之间相互关系的实用性科学。与航海活动之间相互关系的实用性科学。与航海活动之间相互关系的实用性科学。与航海活动之间相互关系的实用性科学。n n既既既既将将将将气气气气象象象象学学学学与与与与海海海海洋洋洋洋学学学学知知知知识识识识应应应应用用用用于于于于航航航航海海海海实实实实践践践践之之之之中中中中，它它它它是是是是介介介介于于于于气气气气象学、海洋学和航海学之间的边缘学科。象学、海洋学和航海学之间的边缘学科。象学、海洋学和航海学之间的边缘学科。象学、海洋学和航海学之间的边缘学科。气象绪论本科n n海洋上航行的船舶，时刻受到天气和海洋环境的影海洋上航行的船舶，时刻受到天气和海洋环境的影海洋上航行的船舶，时刻受到天气和海洋环境的影海洋上航行的船舶，时刻受到天气和海洋环境的影响和制约，特别是恶劣的天气系统：如热带气旋响和制约，特别是恶劣的天气系统：如热带气旋响和制约，特别是恶劣的天气系统：如热带气旋响和制约，特别是恶劣的天气系统：如热带气旋( ( ( (台风、飓风）、台风、飓风）、台风、飓风）、台风、飓风）、温带气旋、寒潮冷高压、浓雾和温带气旋、寒潮冷高压、浓雾和温带气旋、寒潮冷高压、浓雾和温带气旋、寒潮冷高压、浓雾和强对流性天气等，常常造成恶劣天气和海况，严重强对流性天气等，常常造成恶劣天气和海况，严重强对流性天气等，常常造成恶劣天气和海况，严重强对流性天气等，常常造成恶劣天气和海况，严重影响海上船舶的航行安全，因此，影响海上船舶的航行安全，因此，影响海上船舶的航行安全，因此，影响海上船舶的航行安全，因此，天气和海洋是海天气和海洋是海天气和海洋是海天气和海洋是海上船舶驾驶人员唯一无法加以控制的却具有决定意上船舶驾驶人员唯一无法加以控制的却具有决定意上船舶驾驶人员唯一无法加以控制的却具有决定意上船舶驾驶人员唯一无法加以控制的却具有决定意义的因素。义的因素。义的因素。义的因素。这些因素常可造成船损、货损，甚至发这些因素常可造成船损、货损，甚至发这些因素常可造成船损、货损，甚至发这些因素常可造成船损、货损，甚至发生严重海难事故，极大地威胁海上活动的安全。生严重海难事故，极大地威胁海上活动的安全。生严重海难事故，极大地威胁海上活动的安全。生严重海难事故，极大地威胁海上活动的安全。天气、海洋与航海的关系气象绪论本科天气、海洋与海上安全=在在在在科学技术高度发达的今天，天气和海洋对海上船舶的影响仍科学技术高度发达的今天，天气和海洋对海上船舶的影响仍科学技术高度发达的今天，天气和海洋对海上船舶的影响仍科学技术高度发达的今天，天气和海洋对海上船舶的影响仍非常重要。据统计，绝大部分的海事都是由恶劣天气和海况造非常重要。据统计，绝大部分的海事都是由恶劣天气和海况造非常重要。据统计，绝大部分的海事都是由恶劣天气和海况造非常重要。据统计，绝大部分的海事都是由恶劣天气和海况造成的，其中对船舶安全影响较大的海洋环境因素主要有：成的，其中对船舶安全影响较大的海洋环境因素主要有：成的，其中对船舶安全影响较大的海洋环境因素主要有：成的，其中对船舶安全影响较大的海洋环境因素主要有：n n风暴（风暴（风暴（风暴（ StormStormStormStorm）n n海雾（海雾（海雾（海雾（ Sea Fog Sea Fog Sea Fog Sea Fog ）n n海浪（海浪（海浪（海浪（ Sea WaveSea WaveSea WaveSea Wave）n n海流（海流（海流（海流（ Sea Current Sea Current Sea Current Sea Current ）n n海冰（海冰（海冰（海冰（ Sea IceSea IceSea IceSea Ice）=因此，一个优秀的航海者必须懂得如何避离海上不利的天气和因此，一个优秀的航海者必须懂得如何避离海上不利的天气和因此，一个优秀的航海者必须懂得如何避离海上不利的天气和因此，一个优秀的航海者必须懂得如何避离海上不利的天气和海况，并尽可能利用有利的海洋环境，选择最佳天气航线，从海况，并尽可能利用有利的海洋环境，选择最佳天气航线，从海况，并尽可能利用有利的海洋环境，选择最佳天气航线，从海况，并尽可能利用有利的海洋环境，选择最佳天气航线，从而掌握海上航行的主动权而掌握海上航行的主动权而掌握海上航行的主动权而掌握海上航行的主动权, , , ,保障船舶航行安全。保障船舶航行安全。保障船舶航行安全。保障船舶航行安全。气象绪论本科风暴风暴（StormStorm）76年年3月，风暴横扫大西洋，时速月，风暴横扫大西洋，时速110km，12级，希腊一艘级，希腊一艘27万万5千吨的超级油轮千吨的超级油轮“奥林匹克勇敢号奥林匹克勇敢号”受风暴袭击，在比斯受风暴袭击，在比斯开湾附近一岛上触礁后断成两截沉没。开湾附近一岛上触礁后断成两截沉没。54年年9月，一强台风袭击津轻海峡，使日本往返于函馆、青森月，一强台风袭击津轻海峡，使日本往返于函馆、青森的一艘交通船的一艘交通船“洞爷丸洞爷丸”沉没，死亡沉没，死亡1000多人。多人。2002年年9月月26日塞内加尔的一艘客轮日塞内加尔的一艘客轮“乔拉号乔拉号”在飓风中仅在飓风中仅3分钟翻扣海里，导致分钟翻扣海里，导致700多人命丧大西洋，多人命丧大西洋，63人获救。人获救。2002年年11月，月，“威望威望”号油轮在风暴中断裂，在西班牙沿岸号油轮在风暴中断裂，在西班牙沿岸沉没，导致大量溢油污染西班牙海岸。沉没，导致大量溢油污染西班牙海岸。 2009年年6月月21日菲律宾一艘载有日菲律宾一艘载有700多人渡轮多人渡轮“群星王子群星王子”号，号，因遭遇台风因遭遇台风 “风神风神”在菲中部海域沉没。在菲中部海域沉没。 700多人失踪。多人失踪。2009年年8月月8日青岛日青岛“昌盈号昌盈号” 货轮受台风货轮受台风“莫拉克莫拉克”影响，影响，在台湾东南洋面沉没，在台湾东南洋面沉没，22名船员失踪。名船员失踪。海雾（FogFogFogFog）n n雾是航海的天敌之一。尽管现代化的船舶上配有良好的助航仪雾是航海的天敌之一。尽管现代化的船舶上配有良好的助航仪雾是航海的天敌之一。尽管现代化的船舶上配有良好的助航仪雾是航海的天敌之一。尽管现代化的船舶上配有良好的助航仪器和导航设备，但雾中发生的海事仍很多，若稍不注意就会造器和导航设备，但雾中发生的海事仍很多，若稍不注意就会造器和导航设备，但雾中发生的海事仍很多，若稍不注意就会造器和导航设备，但雾中发生的海事仍很多，若稍不注意就会造成触礁、偏航、碰撞、搁浅等事故。据资料统计，在多雾的海成触礁、偏航、碰撞、搁浅等事故。据资料统计，在多雾的海成触礁、偏航、碰撞、搁浅等事故。据资料统计，在多雾的海成触礁、偏航、碰撞、搁浅等事故。据资料统计，在多雾的海域船舶因能见度不良而发生的海事约占域船舶因能见度不良而发生的海事约占域船舶因能见度不良而发生的海事约占域船舶因能见度不良而发生的海事约占60-70%60-70%之多。之多。之多。之多。n n19741974年年年年1111月月月月9 9日，日本东京湾。日本的一艘日，日本东京湾。日本的一艘日，日本东京湾。日本的一艘日，日本东京湾。日本的一艘4372243722吨油轮吨油轮吨油轮吨油轮“ “第十第十第十第十雄洋丸雄洋丸雄洋丸雄洋丸” ”满载液化气丙烷和丁烷，与一艘利比亚满载液化气丙烷和丁烷，与一艘利比亚满载液化气丙烷和丁烷，与一艘利比亚满载液化气丙烷和丁烷，与一艘利比亚1087410874吨散装吨散装吨散装吨散装钢材的钢材的钢材的钢材的“ “阿里木斯阿里木斯阿里木斯阿里木斯- -太平洋太平洋太平洋太平洋” ”轮在东京湾相撞，引发了一场无轮在东京湾相撞，引发了一场无轮在东京湾相撞，引发了一场无轮在东京湾相撞，引发了一场无法挽救的大火。法挽救的大火。法挽救的大火。法挽救的大火。n n19941994年年年年5 5月月月月2525日，日，日，日，“ “桃河桃河桃河桃河” ”轮与轮与轮与轮与“ “威海威海威海威海” ”轮在汕头正东轮在汕头正东轮在汕头正东轮在汕头正东5555海里海里海里海里处，雾中相撞，造成处，雾中相撞，造成处，雾中相撞，造成处，雾中相撞，造成3000030000吨级的吨级的吨级的吨级的“ “威海威海威海威海” ”轮沉没，幸无人员轮沉没，幸无人员轮沉没，幸无人员轮沉没，幸无人员伤亡。伤亡。伤亡。伤亡。n n20072007年年年年5 5月月月月1212日，中国货轮日，中国货轮日，中国货轮日，中国货轮“ “金盛号金盛号金盛号金盛号” ”与韩国商船与韩国商船与韩国商船与韩国商船“ “金玫瑰号金玫瑰号金玫瑰号金玫瑰号” ” 在大连东南约在大连东南约在大连东南约在大连东南约6060公里的海上相撞，韩国商船沉没，公里的海上相撞，韩国商船沉没，公里的海上相撞，韩国商船沉没，公里的海上相撞，韩国商船沉没，1616名船名船名船名船员失踪。员失踪。员失踪。员失踪。 气象绪论本科1980年年12月，日本野岛崎东月，日本野岛崎东800海里处，一艘日本海里处，一艘日本3万吨油万吨油轮西航回国途中，遇浪高轮西航回国途中，遇浪高8米的狂涛，将船首米的狂涛，将船首1/3处切断沉处切断沉没。没。1986年年6月，广远的月，广远的5000吨级货轮吨级货轮“德堡德堡”号因主机故障，号因主机故障，在印度洋大风浪中沉没。在印度洋大风浪中沉没。35人仅存人仅存2人。人。1994年年6月，月，“阿波罗阿波罗”轮在南非西南海域遇巨浪沉没，轮在南非西南海域遇巨浪沉没，36名船员全部遇难。名船员全部遇难。2004年年12月印度洋大海啸月印度洋大海啸,巨浪夺走了巨浪夺走了23万人的生命和无万人的生命和无数的财产数的财产,使数十万人无家可归。使数十万人无家可归。2006年年2月月2日日,载有载有1400多人的埃及客轮多人的埃及客轮“萨拉姆萨拉姆98”号在号在红海大浪中沉没红海大浪中沉没,造成造成1000多人遇难或失踪。多人遇难或失踪。 2006年年12月月30日日, 印尼一艘载有印尼一艘载有605人的渡轮在爪哇岛和加人的渡轮在爪哇岛和加里曼丹岛之间的海域遇暴雨和巨浪沉没里曼丹岛之间的海域遇暴雨和巨浪沉没, 500人失踪。人失踪。2009年年1月月13日，希腊籍日，希腊籍“运送者运送者”号大型货轮在挪威西号大型货轮在挪威西海岸附近水域遭巨大海浪将船体击打断裂成两截。海岸附近水域遭巨大海浪将船体击打断裂成两截。 海浪海浪（WaveWave）海流（Sea CurrentSea Current）n n1963196319631963年年年年4 4 4 4月月月月30303030日，日，日，日， “ “ “ “跃进号跃进号跃进号跃进号”满载满载满载满载13481134811348113481吨玉米，自青吨玉米，自青吨玉米，自青吨玉米，自青岛首航日本名古屋，开辟日岛首航日本名古屋，开辟日岛首航日本名古屋，开辟日岛首航日本名古屋，开辟日- - - -中航线。中航线。中航线。中航线。5 5 5 5月月月月1 1 1 1日，该船在日，该船在日，该船在日，该船在海上发出海上发出海上发出海上发出sossossossos后消失。后消失。后消失。后消失。n n5 5 5 5月月月月17171717日，新华社发表了关于日，新华社发表了关于日，新华社发表了关于日，新华社发表了关于“跃进号跃进号跃进号跃进号”遇难事件的声遇难事件的声遇难事件的声遇难事件的声明，并派出调查明，并派出调查明，并派出调查明，并派出调查“跃进号跃进号跃进号跃进号”失事原因的临时编队，编失事原因的临时编队，编失事原因的临时编队，编失事原因的临时编队，编队由队由队由队由11111111艘舰船组成，周总理指示艘舰船组成，周总理指示艘舰船组成，周总理指示艘舰船组成，周总理指示“一定要有充分可靠一定要有充分可靠一定要有充分可靠一定要有充分可靠的证据证明沉没原因，不能大概、可能，一定要找到的证据证明沉没原因，不能大概、可能，一定要找到的证据证明沉没原因，不能大概、可能，一定要找到的证据证明沉没原因，不能大概、可能，一定要找到这条船这条船这条船这条船”。经过几天调查，终于查明了失事的真正原。经过几天调查，终于查明了失事的真正原。经过几天调查，终于查明了失事的真正原。经过几天调查，终于查明了失事的真正原因。因。因。因。“跃进号跃进号跃进号跃进号”触到了顶部不足触到了顶部不足触到了顶部不足触到了顶部不足3 3 3 3平方米的适淹礁平方米的适淹礁平方米的适淹礁平方米的适淹礁“苏苏苏苏岩岩岩岩”西南角而沉没，左舷钢板数处裂口，最大一处长西南角而沉没，左舷钢板数处裂口，最大一处长西南角而沉没，左舷钢板数处裂口，最大一处长西南角而沉没，左舷钢板数处裂口，最大一处长17171717米，宽米，宽米，宽米，宽15151515厘米。其失事原因主要是忽视了一支北流厘米。其失事原因主要是忽视了一支北流厘米。其失事原因主要是忽视了一支北流厘米。其失事原因主要是忽视了一支北流的黑潮的影响，偏离了原航线，以至触礁沉没。的黑潮的影响，偏离了原航线，以至触礁沉没。的黑潮的影响，偏离了原航线，以至触礁沉没。的黑潮的影响，偏离了原航线，以至触礁沉没。n n海流的利用：公元海流的利用：公元海流的利用：公元海流的利用：公元733733733733年，唐朝年，唐朝年，唐朝年，唐朝我国制造第一艘万吨级远洋货轮我国制造第一艘万吨级远洋货轮我国制造第一艘万吨级远洋货轮我国制造第一艘万吨级远洋货轮“跃进跃进”号排水量为号排水量为22170吨，船长吨，船长169.9米，航速米，航速19节，节，“跃跃进进”号于号于1963年年5月月1日下午在韩国济州岛日下午在韩国济州岛以南海域附近突然遇以南海域附近突然遇难沉没。难沉没。气象绪论本科冰山冰山 (Iceberg(Iceberg）TITANIC“TITANIC”和和“冰海沉船冰海沉船”记述了一个真实的故事。记述了一个真实的故事。Titanic号是英国建造的一艘豪华巨轮，载重量号是英国建造的一艘豪华巨轮，载重量46326T，船长，船长268m，四台主机，最大航速，四台主机，最大航速25节，有节，有15个水密堵隔，其中任意两个舱灌满水，仍能保持浮个水密堵隔，其中任意两个舱灌满水，仍能保持浮力不沉，因此，当时人们称它为力不沉，因此，当时人们称它为“不沉之舟不沉之舟”。 1912年年,当时最豪华的英国客轮当时最豪华的英国客轮“Titanic”号，在号，在北大西洋触冰山沉没，导致了北大西洋触冰山沉没，导致了1556人死亡，是震惊世人死亡，是震惊世界的重大海事。界的重大海事。该轮该轮10/4载客载客1316人，船员人，船员891人，共人，共2207人，从英国人，从英国南安普敦出发开赴纽约作处女航。船长史密斯南安普敦出发开赴纽约作处女航。船长史密斯59岁是岁是位具有位具有40年航海经验的老船长。年航海经验的老船长。开航后收到它船发出的冰情报告，但一直未见到冰，开航后收到它船发出的冰情报告，但一直未见到冰，船长认为该月份流冰不可能达到船长认为该月份流冰不可能达到40N。因此，在。因此，在14日日19时气温从时气温从6.1C,降到降到21时的时的0.55C仍未引起警惕，仍未引起警惕，23时时40分水手发现冰山，通知驾驶台，但已来不及，船的右分水手发现冰山，通知驾驶台，但已来不及，船的右舷与冰山相撞，撞开近舷与冰山相撞，撞开近100米长的大口子，船体迅速下米长的大口子，船体迅速下沉，出事后不到沉，出事后不到3h（15日日02时时20分）全船沉没在纽芬分）全船沉没在纽芬兰东南约兰东南约300海里处。海里处。气象绪论本科气象绪论本科“天气不是我们的朋友，就是我们的敌人天气不是我们的朋友，就是我们的敌人”