我國海上無線電氣象傳真播發業務總體布局研究

王福齋 易中立 劉寶安 趙晉宇 王姍姍

摘 要：結合我國現有氣象傳真播發電路的覆蓋情況及北極東北航道的覆蓋需求，提出了海上無線電氣象傳真播發系統的總體布局方案，并用VOACAP對該方案進行了仿真驗證。結果表明，在新疆西北部增設氣象傳真播發電路，可有效加強對北極東北航道的覆蓋，有效提高我國航海保障的服務水平，降低極端氣象災害所帶來的水上安全事故風險，增強國際履約能力，提升海事大國形象。

關鍵詞：海上無線電氣象傳真;海上安全信息;短波通信;海岸電臺;全球海上遇險與安全系統

中圖分類號：U676.2 ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1006—7973（2020）07-0082-03

1 氣象傳真概況

1.1氣象傳真的作用

海上無線電氣象傳真是向海上船舶提供的一種簡單、直觀的天氣圖。海上航行的船舶可以通過氣象傳真接收機實時接收航區鄰近國家氣象臺發布的氣象傳真圖，以獲取航行海區的天氣和海況資料，了解航區更多、更大范圍的天氣演變過程，掌握航區已發生和將要發生的天氣和海洋情況，從而做出趨利避害的決策，保障海上活動安全。

1.2全球氣象傳真概況

國際氣象組織（簡稱“WMO”）規定：“世界各大區域和國家應建立氣象傳真的無線廣播網，定頻定時發送各種氣象圖表，收集和交流各種氣象資料” [1]。按照國際公約的相關規定，各國相繼開設了氣象傳真業務，經查閱英版《無線電信號表（第三卷）》，目前全球共設有氣象傳真播發臺20余座。氣象傳真廣播幾乎覆蓋了世界各地的海洋。我國海域周邊設置了韓國首爾、日本鹿兒島、泰國曼谷、中國臺北、上海等5個臺站[2]。據了解，目前的航海氣象最主要的接收方式是無線電氣象傳真系統，尤其是國際航線船舶，絕大部分船舶將此作為獲取氣象和海況信息最重要的渠道。

2 我國氣象傳真業務發展歷程

我國于1974年建立了第一組氣象傳真廣播，即北京氣象傳真廣播。氣象傳真廣播網分為兩級，一級是由國家氣象中心發出的圖形、圖像產品，供全國氣象部門和國外氣象部門接收使用。二級是由區域氣象中心（比如上海、廣州）發出的圖形、圖像，主要供本區域內氣象臺站接收使用。北京氣象傳真廣播播發頻率包括：5＼8＼10＼14＼16＼18MHz，覆蓋范圍為中國大陸及沿海、亞洲及東太平洋海域。播發的內容包括：24小時降水預報、36小時降水預報、48小時降水預報、臺風警告、臺風軌跡分析、衛星云圖分析、36小時最低氣溫、48小時最高氣溫、地面氣壓分析等。2002年9月30日北京無線氣象傳真廣播正式停止對外播發氣象傳真信息。

中國氣象局停止播發后，航行在中國水域的國內外船舶主要使用無線電氣象傳真系統接收日本提供的海上氣象信息。氣象信息屬于國家戰略資源，尤其是在國際化爭端愈演愈烈的情況下，主動掌握和發布我國周邊海域的氣象信息顯得尤為重要。根據我國氣象部門提供的情報獲知，我國船舶接收的日本鹿兒島電臺播發的氣象傳真信息中，在釣魚島附近水域曾出現“錯誤”的預報，如恰逢不利天氣，將給船舶航行帶來極大安全隱患?？梢姡瑔渭円揽繃忸A報產品，可能導致嚴重的后果。為保障復雜國際形勢下我國船舶的航行安全，有必要建設我國自有的海上無線電氣象傳真播發系統。

2006年，交通運輸部與中國氣象局共同簽署了《交通運輸部、中國氣象局關于共同做好海上搜救氣象服務的協議》，明確“雙方將加強海上搜救和氣象服務信息資源共享工作;共同加快氣象觀測系統的建設;共同完善海上安全氣象信息分發系統”，為后期通過我國海岸電臺播發自主控制且真實有效的氣象傳真信息奠定了堅實的基礎。

2014年，交通運輸部決定將氣象傳真播發業務納入上海海岸電臺，通過專項在“十三五”期實施建設。

2019年3月至5月，上海通信中心順利開展了海上無線電氣象傳真試播發工作，可以有效覆蓋釣魚島、黃巖島等島嶼。

2019年12月，交通運輸部海事局批復上海海岸電臺開放海上無線電氣傳真播發業務，并自2020年1月1日起正式對外播發。

2019年6月，交通運輸部海事局正式批復天津海岸電臺增開氣象傳真業務，并預指配發射頻率。此外，廣州海岸電臺也擬開設氣象傳真播發業務，重點加強南海水域的覆蓋。

3 我國氣象傳真業務總體目標

我國氣象傳真業務總體目標是，通過我國海岸電臺播發自主控制的氣象傳真信息，有效提高我國航海保障的服務水平，為國內外船舶航行提供安全保障，降低極端氣象災害所帶來的安全事故風險，增強國際履約能力，提升海事大國形象。

覆蓋區域：全面實現全球海上遇險與安全系統（GMDSS）下第XI海上搜救責任區的有效覆蓋，同時兼顧對北極東北航道的覆蓋。

播發內容：氣象傳真圖的內容豐富、種類繁多，世界氣象組織建議氣象傳真圖像內容包括地面圖、波浪圖、高空圖、冰況圖、海溫圖、重要天氣圖等[3]。播發內容可根據不同水域的實際特點進行定制，例如南海水域可加強熱帶氣旋預報圖等內容，北極東北航道可加強霧況、海冰等預報。

4 我國氣象傳真業務總體布局

4.1實船測試研究

我國在上海和廣州設置了氣象傳真播發電路，覆蓋仿真結果表明：在可靠度為REL≥90%時，在近海方面可以有效覆蓋我國東海，包括釣魚島水域、朝鮮海峽、臺灣海峽水域等;在遠海方面可有效覆蓋至黃巖島、日本北海、南中國海等重點關注水域[4]。

上海通信中心在其海上無線電氣象傳真試播發期間對覆蓋范圍進行了測試，覆蓋范圍超1000海里，可以有效覆蓋釣魚島、黃巖島等水域。2019年，北海航海保障中心組織人員跟船開展北極東北航道實船測試，根據專業人員的反饋，在船舶經過白令海峽后不再能收到《無線電信號表（第三卷）》中所列周邊氣象傳真播發臺（如日本鹿兒島、美國達拉斯加）播發的氣象傳真信息。

4.2布局仿真評估

從實船測試結果來看，當前開設的氣象傳真播發電路對北極東北航道覆蓋效果不佳，應依托我國沿海現有海岸電臺資源，進一步完善氣象傳真播發臺站的總體布局。結合我國現有臺站的布局及覆蓋需求，本文提出兩個布局方案，方案一在天津海岸電臺開設氣象傳真播發業務，方案二在新疆北部開設氣象傳真播發業務。

本文選用VOACAP軟件進行高頻電路覆蓋范圍計算，該軟件是美國商業部為“美國之音”開發的，用于預測短波頻段通信性能的軟件。本文在北極航線上選取了接收點進行仿真，仿真頻率采用上海氣象傳真播發系統使用的頻率，即4/8/12/16MHz四組頻率，其他具體參數設置情況詳見表1，仿真結果如圖1所示。

從上述仿真結論可以看出，由于距離的原因，廣州和上海海岸電臺開設的氣象傳真播發業務對北極東北航道覆蓋效果較差。在天津和新疆增設氣象傳真電路，可以有效加強北極東北航道的覆蓋，新疆播發電路效果要優于天津。

4.3總體布局研究

氣象傳真播發系統采用一組高頻（HF）頻點進行無線信號傳輸，船舶接收方可以通過氣象傳真接收機自動對各頻道信號進行電平分析，自動選擇接收頻率。氣象傳真播發業務的布局應充分考慮現有電路覆蓋情況，重點加強北極東北航道的覆蓋?；诤０峨娕_布局現狀，提出我國海上無線電氣象傳真播發業務總體布局方案如下：

（1）保留上海和廣州兩個氣象傳真播發電路，上海、廣州氣象傳真電路負責重點覆蓋我國管轄海域（含南中國海）、西北太平洋、馬六甲等重要國際航路。

（2）在新疆（西北方向）選址新建氣象傳真播發電路，由天津海岸電臺控制，重點覆蓋北極東北航道。

綜上，我國共計布設3個氣象傳真播發電路，三條電路播發的氣象傳真業務須在信息來源渠道、播發頻率、播發時間和播發內容等方面進行綜合協調，特別是上海和廣州。

5 總結

通過氣象傳真信息，船舶可以直觀的、全方位的、多層次地了解海洋環境及預測海洋環境的變化，并及時獲得海上天氣情況分布、天氣預報和臺風預報等大量有用的海洋氣象情報，這對于保障海上航行安全、選擇最佳航線具有重要的參考意義。本文根據國際相關標準規范的要求和我國實際情況，提出的我國海上無線電氣象傳真播發業務總體布局方案，可有效實現全球海上遇險與安全系統（GMDSS）第XI搜救責任區的有效覆蓋，同時兼顧對北極東北航道的覆蓋。我國作為國際海事組織的A類理事國，國家航海保障部門有必要加強相關基礎設施建設，完善海上無線電氣象傳真業務，更好的履行國際公約。

參考文獻：

[1]國際海事組織（IMO）.1974年國際海上人命安全公約（SOLAS）及修正案[S].1974年.

[2]The United Kingdom Hydrographic. Office .Admiralty List of Radio Signals[S]. Volume 3，2012.

[3]WMO. Manual on Marine Meteorological Services[S]. Volume I-Global Aspects，NO.558. 2012.

[4]易中立，王福齋，趙星，等.海上安全信息氣象傳真播發系統方案研究 [J].中國水運（下半月），2016，16（08）：148-152.

本論文受2019年度交通運輸戰略規劃政策項目《海岸電臺安全通信系統發展思路及布局研究》和2019年度交通運輸部海事局“十四五”規劃前期研究支持