青岛
——观测数据与气象部门合作共享服务民生，为灾害性天气准确预报提供有力数据支撑
今年第9号台风“利奇马”分别于8月10日、12日登陆浙江和山东，十多个省（市）受到影响，引发严重洪涝灾害并造成直接经济损失超过500亿元。中国科学院海洋研究所黄、东海浮标观测站共计14套浮标观测系统和1套自动气象站在“利奇马”经过我国近海及登陆期间，完整记录了全过程实时观测数据，为台风路线预报、台风防范工作和应急响应方案开展提供了可靠数据支撑。
台风“利奇马”8月4日下午在西北太平洋洋面生成，7日17时加强为强台风级，23时加强为超强台风，10日1时45分前后在浙江省温岭市沿海登陆，登陆时中心附近最大风力16级（52m/s，超强台风级），中心最低气压930hpa。据国家气象中心评估，“利奇马”台风是今年来登陆我国最强台风，在我国陆上滞留时间长达44小时，其滞留时间为1949年以来第六长，风雨综合强度指数为158.6，为1961年以来最大，其造成的中等及以上台风灾害风险覆盖面积大24.8万平方公里，直接经济损失超过500亿元，为2000年以来第二多（仅次于1323号台风“菲特”631.4亿元）。
直径为15米、10米、3米的浮标
中国科学院海洋研究所黄、东海浮标观测站完整记录了“利奇马”经过我国近海及登陆期间的全过程实时观测数据，尤其是22号浮标观测到极大风速达到33.3m/s，风力达到十二级。东海站花鸟岛气象站于8月10日14:00首先捕捉到“利奇马”的踪迹，观测到极大风速为30.3m/s，风力达到十一级，最低气压为974.3hpa；其次东海站06号浮标于日16:57观测到极大风速为26.9m/s，最大波高达到9.9m，最低气压为989.5hpa；紧接着东海站15号浮标于17:08观测到极大风速为27.9m/s，最大波高为9.8m；20号浮标于21:37观测到极大风速31.6m/s，风力仍然为十一级，最大波高达到11.8m；台风“利奇马”于8月10日1:45登陆后，布放于长江口附近海域的12号浮标于2:38观测到极大风速达到28.8m/s，波高达到9.3m；下午13:30东海站22号浮标观测到极大风速达到33.3m/s，风力超过十二级，最低气压为984hpa；几乎同时东海站21号浮标观测到极大风速达到31.2m/s。这些宝贵的实时观测数据为台风路线预报提供了准确的科学依据，并为上海气象局、舟山气象局等相关部门开展台风防范工作和应急响应方案制定提供了可靠的数据支撑。
随着“利奇马”台风继续北上，位于黄海海域的各个浮标观测系统也先后捕捉到了台风期间的实时数据，布放于青岛和日照外海的17号、18号和19号浮标于8月11日先后观测到最大风速为15.0m/s、20.9 m/s和16.5 m/s，风力持续在九级以上，观测到最大波高分别为7.4m、5.4m和4.3m；随后布放于荣成外海海域的黄海站16号浮标和07号浮标也分别获取台风期间最大风速为15.9m/s和18.4m/s，最大波高均为5.7m。8月11日20:50“利奇马”在青岛黄岛二次登陆，登陆时中心附近最大风力达到九级（23m/s）。随后北黄海的03号和04号浮标同时观测到其最大波高达到5.5米，极大风速19.4m/s，风力八级。这些浮标观测数据均实时与青岛市气象局、日照市气象局和合作养殖企业共享，为黄海沿岸地区气象预报和防台减灾预报等提供有力数据支撑。
表1 黄东海浮标观测到的“利奇马”台风典型数据列表
|
观测点 |
极大风速 m/s |
极大风速时间 |
最低气压 hpa |
最低气压时间 |
最大波浪 m |
最大波浪时间 |
|
花鸟岛气象站 |
30.3 |
8月10日 14:00 |
974.3 |
8月10日 18:00 |
/ |
/ |
|
06 |
26.9 |
8月9日 16:57 |
989.5 |
8月10日 18:25 |
9.9 |
8月10日 04:30 |
|
15 |
27.9 |
8月9日 17:08 |
991.4 |
8月10日 14:40 |
9.8 |
8月10日 6:00 |
|
20 |
31.6 |
8月9日 21:37 |
986.1 |
8月10日 05:09 |
11.8 |
8月9日 23:30 |
|
12 |
28.8 |
8月10日 02:38 |
983.1 |
8月10日 14:49 |
9.3 |
8月9日 16:00 |
|
22 |
33.30 |
8月10日 13:30 |
984.0 |
8月10日 15:09 |
/ |
/ |
|
21 |
31.2 |
8月10日 13:59 |
984.8 |
8月10日 13:50 |
/ |
/ |
|
13 |
21.0 |
8月10日 16:07 |
984.8 |
8月10日 17:55 |
2 |
8月10日 17:50 |
|
17 |
15.0 |
8月10日 21:02 |
982.7 |
8月11日 14:20 |
7.4 |
8月11日14:00 |
|
18 |
20.9 |
8月11日 00:10 |
979.0 |
8月11日 15:10 |
5.4 |
8月11日 11:00 |
|
19 |
16.5 |
8月11日 11:38 |
980.1 |
8月11日 16:02 |
4.3 |
8月11日 6:30 |
|
16 |
15.9 |
8月11日 15:08 |
985.8 |
8月12日 02:00 |
5.7 |
8月11日17:24 |
|
07 |
18.4 |
8月11日 16:17 |
988.5 |
8月12日 00:39 |
5.7 |
8月11日 17:30 |
|
03 |
19.4 |
8月11日 22:36 |
/ |
/ |
5.5 |
8月12日 0:30 |
|
04 |
/ |
/ |
/ |
/ |
5.4 |
8月12日 00:30 |
台风对人类的影响十分巨大，我国是世界上少数几个受台风影响最严重的国家之一，平均每年有7个左右台风在我国登陆，沿海地区从海南、广西、广东、台湾、福建、浙江、上海、江苏、山东、河北、天津一直到辽宁等省（自治区、直辖市）以及我国中部地区，均可能受到台风活动的影响。1990-2009年，我国大陆平均每年台风造成的经济损失就达314亿元，死亡人数高达443人。随着现代科技发展，台风路径预报水平显著提高，海上实时监测系统的建立和完善是有效获取台风实时数据和优化台风预报模型的重要手段，实践中海上实时监测系统能够较以往其他的台风观测手段更早、更及时监测到台风引起的海上水文、气象要素的连续、实时变化，有利于更准确预报台风移动路径，提高台风预警的准确率。
黄、东海站自2009年6月成功布放首套海洋综合观测浮标以来，共有14套浮标先后获取到了28个台风经过时的实时观测数据。其中有7个台风经过或影响东海海域并一直北上最终经过或影响山东外海海域直至北黄海海域，发展和演变过程被黄海站、东海站在相应海域布放的浮标相继记录到实时观测数据；有4对双台风（2012年的第14号和15号、2013年的第23号和24号、2016年的第14号和16号、2018年的第18号和19号）被浮标连续观测到完整数据；观测到台风数量最多的一年是2012年，共有6个台风被浮标系统获取到实时观测数据；2018年第18号强热带风暴“温比亚”和同年第19号强台风“苏力”先后被13套观测浮标获取到实时数据；今年的第9号台风“利奇马”先后被14套观测浮标获取到实时数据，为经历浮标最多的台风；观测台风实时数据次数最多的浮标系统为东海站的06号浮标，自布放以来共获取了27个台风经过时的实时观测数据。
表2 黄海站、东海站获取台风观测数据的浮标情况
|
站位 |
浮标 |
获取数据时间 |
布放位置 |
获取台风数量 |
备注 |
|
黄 海 站 |
01号 |
2009年6月 |
大连獐子岛附近海域 |
6 |
直径3米钢制浮标 |
|
07号 |
2010年6月 |
荣成楮岛附近海域 |
10 |
直径3米钢制浮标 |
|
|
09号 |
2010年7月 |
青岛灵山岛附近海域 |
12 |
直径3米EVA浮标 |
|
|
17号 |
2014年10月 |
青岛仰口附近海域 |
5 |
直径10米钢制浮标 |
|
|
18号 |
2014年10月 |
青岛董家口外海海域 |
5 |
直径10米钢制浮标 |
|
|
19号 |
2014年8月 |
日照近海海域 |
5 |
直径3米钢制浮标 |
|
|
东 海 站 |
06号 |
2009年8月 |
舟山海礁附近海域 |
27 |
直径10米钢制浮标 |
|
10号 |
2013年9月 |
长江口崇明附近海域 |
16 |
直径3米钢制浮标 |
|
|
11号 |
2010年4月 |
舟山花鸟岛附近海域 |
20 |
直径10米钢制浮标 |
|
|
12号 |
2010年5月 |
舟山黄泽洋附近海域 |
17 |
船型浮标 |
|
|
13号 |
2010年5月 |
舟山小洋山附近海域 |
10 |
直径3米钢制浮标 |
|
|
14号 |
2011年3月 |
舟山长江口外海海域 |
20 |
船型浮标 |
|
|
15号 |
2012年7月 |
东经124°附近海域 |
14 |
直径10米钢制浮标 |
|
|
20号 |
2012年6月 |
舟山六横岛附近海域 |
20 |
直径10米钢制浮标 |
表3 黄海站、东海站台风获取情况
|
年份 |
序号 |
台风名称 |
生成日期 |
数据获取浮标 |
|
2010 |
4号 |
电母 |
8月8日 |
06、11、12 |
|
2011 |
5号 |
*米雷 |
6月22日 |
01、06、07-、09、11、12、13、14 |
|
9号 |
*梅花 |
7月28日 |
06、07#、09 |
|
|
2012 |
7号 |
卡努 |
7月16日 |
06、11#、12、14、20 |
|
10号 |
达维 |
7月28日 |
06、09、11#、12、14、15# |
|
|
11号 |
海葵 |
8月3日 |
06、11#、12#、13#、14#、15#、20 |
|
|
14号 |
天秤 |
8月19日 |
06、11#、12#、13#、14、15、20 |
|
|
15号 |
*布拉万 |
8月20日 |
01、06、07、09、11-、12#、13#、14、15、20 |
|
|
16号 |
*三巴 |
9月11日 |
01、07#、09、12#、14、15、20# |
|
|
2013 |
4号 |
丽琵 |
6月18日 |
06、15# |
|
15号 |
康妮 |
8月26日 |
06、15#、20 |
|
|
23号 |
菲特 |
9月30日 |
06、10#、15#、20 |
|
|
24号 |
丹娜丝 |
10月4日 |
06、10#、15#、20 |
|
|
2014 |
7号 |
海贝思 |
6月14日 |
06、10、11、12、13、14-、20 |
|
8号 |
浣熊 |
7月4日 |
06、10、11、13、14-、20 |
|
|
10号 |
*麦德姆 |
7月18日 |
01、06、07、09、10、11、13、14-、20 |
|
|
12号 |
娜基莉 |
7月29日 |
06、07、09、10、11、13、14、20 |
|
|
16号 |
凤凰 |
9月18日 |
06、10、11、13、14、20 |
|
|
2015 |
09号 |
灿鸿 |
6月30日 |
06、07、09、10、14、15、17、18、19、20 |
|
2016 |
14号 |
莫兰蒂 |
9月10日 |
06、10、11、12、14 |
|
16号 |
马勒卡 |
9月13日 |
06、10、11、12、14 |
|
|
18号 |
暹芭 |
9月28日 |
06、10、11、12、14 |
|
|
2017 |
18号 |
泰利 |
9月9日 |
06、20# |
|
2018 |
10号 |
安比 |
7月18日 |
06、09、10、11、12、14、15、17#、18、19、20 |
|
12号 |
云雀 |
7月25日 |
06、10、11、12、14、15、20 |
|
|
18号 |
*温比亚 |
8月15日 |
01、06、07、09、10、11、12、14、15、17、18#、19、20 |
|
|
19号 |
*苏力 |
8月16日 |
01、06、07、09、10、11、12、14、15、17、18#、19、20 |
|
|
25号 |
康妮 |
9月29日 |
06、07、09、10、11、12、13、17、18、19#、20 |
注：带“*”的台风是指经过东海一直北上并最终影响北黄海海域的台风；带“#”的浮标指其基本上获取到了相关极值，但由于获取的数据量太少而无法进行曲线绘制；带“-”浮标指其缺少某一参数的数据，只能对其它参数进行极值统计和曲线绘制。
深入研究台风形成和发展机理、提高台风预报预警能力，需要符合实际的台风预报模式，而完善准确的模式结果需要台风实时数据的获取，因此，对台风的实时观测变得异常重要。黄、东海站的海上观测浮标和海岛自动气象站，成为获取台风实时数据的重要且唯一的观测设施，当台风到来的时候，观测船只因为人员和船舶的安全必须进行避风，所以不可能获取到台风的实测数据，而雷达、卫星等观测设施则采用的是遥测方式，更不能得到台风过境时的实测数据，所以最终仅有这些锚系式浮标24小时在坚守岗位，全天候不间断获取到宝贵的台风实时数据，这些宝贵的实时观测数据便成了研究台风的唯一实测资料。这些观测浮标就像祖国坚实的“哨兵”，无论风和日丽还是惊涛骇浪，都会坚守在我国近海，时刻向岸站数据接收系统发送观测数据，并及时提供给相关单位科学家和技术人员进行分析和应用。
黄、东海浮标观测站目前拥有观测浮标系统21套（包括合作共建浮标系统），分布于我国的黄海和东海海域，主要进行海洋表层相关数据的实时获取，浮标系统上采用先进的通讯技术和传感器集成技术可实现数据获取的实时性、连续性和长期性，目前各观测系统运行情况均十分良好，黄东海站技术人员不但定期组织常规例行维护，还安排专人进行每日数据巡检，并针对每日巡检情况及时组织有针对性的组织应急维护，甚至对每套观测系统每隔三年进行一次系统大修。2019年高温假前期，黄东海站及时安排对04号05号浮标的大修布放工作，并将01号02号浮标回收上岸进行标体大修以保障浮标运行安全；对07号浮标和16号浮标进行了系统检修和维护；并于“利奇马”台风来临前将21号浮标布放到位，并获取了宝贵的台风数据。除此之外，黄东海站技术人员还积极创新观测形式、拓展观测范围、开发观测技术，旨在为我国的海洋科学研究、地区经济发展、自然灾害防范等提供着可靠的、不可替代的一手数据资料。
