岱山休闲渔业综合适航指数预报研究

2017-09-01李骏胡巧儿

中国绿色画报 2017年8期

李骏++胡巧儿

【摘要】：近年来，岱山县休闲渔业产业飞速发展，对气象保障服务的要求也越来越高，十分需要一款具有针对性、综合性的专业气象预报产品。通过对岱山休闲渔业7个海区的深入调研，基于模糊综合评价法建立岱山休闲渔业综合适航指数预报模型及产品的开发应用，并进行试预报分析。结果表明：指数预报模型能较好的描述各预报因子与适航指数之间的关系，能准确的反应当日各作业海区船只的适航情况，在实际应用中取得较好的效果。

【关键词】：休闲渔业；指数预报；模糊综合评价

1、引言

随着岱山县休闲渔业产业的蓬勃发展，对气象保障服务的要求也越来越高。十分需要一款具有针对性、综合性的专业预报产品。本研究通过对各渔业公司老板、作业人员的深入交流、调研，对各影响要素进行筛选，将主要影响因子引入指数预报方程，研究制作更精细、全面的综合指数预报产品。通过对岱山休闲渔业7个海区的深入调研，基于模糊综合评价法建立岱山休闲渔业综合适航指数预报模型及产品的开发应用，并进行试预报分析。

2、模糊综合评价法

指数预报的等级判别是一个比较模糊的概念，该项目之前也没有相关的研究和标准，各要素对其等级的界定难以量化[1]。考虑使用模糊综合评价法，通过对各海区船长、船员及部分游客的调研，收集他们对各类气象条件下船只的适航程度的主观经验进行统计分析，根据模糊数学的隶属度原理将定性评价转化为定量评价，最后根据计算结果确定具体指数等级划分。

3、建立指数预报模型

3.1 调研

调研目的：

（1）了解休闲渔业从业人员对预报产品的需求，了解影响船只航行的主要气象因素，建立模糊综合评价模型。

（2）根据模型确立的各个要素，采用问卷调查获取因素集与评价集的隶属度和各因子间的权重关系。

（3）对各海区实地走访，了解当地的气象环境特点。

（4）近海面人体舒适度方面的感受。

调研对象：休闲渔业公司负责人，主要船舶驾驶人员，及部分游客。

调研结果：

综合各方面的调研结果，确立主要的三个独立的影响因子：灾害性天气、船只航行因子、人体舒适度因子。

灾害性天气：调研中，最受关注的是灾害性天气，船只能否出航是整个旅游计划开展的基础。考虑到灾害性天气发生时作业船只无法出航，灾害性天气的程度对生产作业的影响微乎其微。所以灾害性天气的持续时间便成为影响的主要因素，可转化为船只可出航时段的预报。因此，调研主要是针对灾害性天气的种类和对应标准的讨论。

确定灾害性天气要素主要为大风、大雾和暴雨，其中大风和大雾的不可出航标准有相关文件规定，暴雨标准则是与各海区作业人员讨论协商得出。各海区调研对象均表示在实际航行中，如果不伴随大风和低能见度天气，仅降水对航行的影响较小，以小时雨量≥10mm为不可出航标准。

航行气象因子，主要影响因子为风力、能见度、雨量（即未达到灾害性天气标准的要素值），风浪由于与风力有很强的正相关性，与风力归为一类讨论。

人体舒适度因子，这方面研究比较成熟，拟采用已有的经验公式进行计算。

確立各主要影响因子后，采用问卷调查法确定各因素的权重和隶属度，共计30份。调查对象主要为渔业公司老板、船只作业人员、资深游客、项目组成员。使用模糊统计法对结果进行统计[2]，可得到各要素具体数值对应评价集的隶属度表，如表1：

可出航时间 h 优良一般差

≤2 0.000 0.000 0.000 1.000

3 0.000 0.000 0.233 0.767

4 0.000 0.033 0.533 0.433

5 0.000 0.133 0.733 0.133

6 0.000 0.367 0.633 0.000

7 0.000 0.533 0.467 0.000

8 0.300 0.633 0.067 0.000

9 0.700 0.300 0.000 0.000

10 0.933 0.067 0.000 0.000

11 1.000 0.000 0.000 0.000

表1 可出航时间因子取值范围及对应评价集隶属度表

3.2指数预报模型建立

根据调研结果，确立第一层因素集：

可出航时间：以小时为单位，当相关要素达到灾害性天气不可出航标准时，该小时不计入可出航时间，最大11h，即7时—18时。

航行因子：又分为风力、能见度、降水三个第二层因子，建立第二层因子集：各要素值取自可出航时段内各小时要素的平均值（风速、能见度）或累计值（雨量）。

舒适度因子：使用经验公式计算[3]，公式如下。

K =1.88 ×T -0.55 ×（1.8 ×T -26）×（1 -U）-3.2 ×V1/2 +3.2

K 为舒适度指数， T 平均气温， U 是平均湿度，V 是平均风速，皆取自可出航时段。

参考指数预报规范和实际服务需求，将指数预报分为四个等级，确定评价集如下：V={优，良，一般，差}

对问卷调查获取的权重结果加权平均得到第一层和第二层因素集所对应的权重集，分别与U1、U2因子集对应：

A1={0.55，0.31，0.14}

A2={0.45，0.29，0.26}

根据模式预报的要素值从相应的要素隶属度表中调取各因子的隶属度，建立模糊关系矩阵R1和R2，其中R1为第一层关系矩阵，R2为第二层关系矩阵。

优先计算第二层航行因素评价集的隶属度A2·R2，结果代入R1后计算得到各因素对评价集的隶属度B=A1·R1，求得模糊综合评价结果 B=，最后根据最大隶属度原则，取取其中最大值对应的评价结果作为适航指数等级。endprint

4、指数预报应用

4.1资料介绍

模式资料选取舟山市气象局开发的本地化数值模式Zswrf，该模式对舟山沿海天气要素的预报效果较好，其逐小时预报的时间精度非常适合休闲渔业的需要，也是当前我局制作渔场精细化风力预报产品的主要参考依据。模式主要使用Zswrf站点精细化预报产品，选取最近站点的风力、温度、湿度、累计雨量数据。初始预报为每日20时，时效选取11-22逐小时预报，即对应次日运营时段7时-18时。

能见度资料使用ZJWARMS模式预报产品，精度3*3公里，初始预报为前一日20时，时效同样选取每日7时-18时逐小时预报。

4.2预报应用

使用预报模型对2017年7月1日岱山休闲渔业各海区做试预报，从指数预报结果可得，A区、B区当日航行条件较好，可出航时次都达到了10h。当日主要灾害性天气类型为大风，A、B两区地处内港岛屿遮蔽区，受大风影响较小。C、E两区适航条件一般，虽然E区可出航时间与F区相同仅为4h，但航行因素较好，出航时段的平均风速较小，所以指数预报为一般。而F、G、H区在群岛的外围，风力较大，适航条件差。其中H区全运营时段受大风影响，无可出航时段，因此各要素无平均值。而出航时间作为权重系数最大的因子，与指数预报结果有良好的线性关系。

从试预报结果上看，休闲渔业综合适航指数预报能较好的描述各预报因子与适航指数之间的关系，能很好的综合当日各个影响因子的预报值计算出相应的指数预报结果，并且不会因为综合计算而降低原来预报的准确度，能准确的反应当日各作业海区船只的适航情况（表2）。

海区指数出航时间（h）能见度

（m）温度

（℃）风速

（m/s）湿度

（%）雨量

（mm）

A区优 10 20000 25.23 10.19 90 0

B区优 10 20000 25.08 11.23 90.3 0

C区一般 7 20000 24.7 11.37 91.9 0

E区一般 4 20000 25 9.95 90.5 0.5

F区差 4 18785 24.33 11.63 93 0