分析引起南非附近水域恶劣天气和海况的主要自然条件

李增奇

【摘 要】好望角附近水域的狂风恶浪天气令航海者生畏，南非东南部海域的怪浪更让航海者毛骨悚然。近几年来，笔者曾多次绕航南非南部水域，也见识过阿古拉斯角至好望角一带水域的狂风恶浪天气，咎其原因，都与某些特定的自然条件有关，故撰写本文列出引起南非附近水域恶劣天气和海况的各主要自然条件，并分析它们是如何影响南非附近水域的天气和海况。

【关键词】天气系统；地理条件；阿古拉斯海流；怪浪及预防

1.天气系统

随着Bridge Data System和Bonvoyage System气象预报系统的开发和在船上的利用，使航海者能随时了解到世界上各海域的天气情况和海况。每次打开气象预报图，总能看到南大西洋上有数量不等、形形色色的高压系统、低压系统、锋面气旋、锋等接连不断地自西向东运动影响南非水域，概括起来，主要有如下天气系统：

1.1南大西洋副热带高压（简称副高）（South Atlantic Anticyclone）

南大西洋副高是一个影响南非附近水域天气和海况的重要天气系统，它们常年活动在南大西洋洋面上，高压中心大约在27oS-30oS度之间变化，夏季（1月）纬度高于冬季（7月），中心平均气压为1020 -1024毫巴之间，冬高夏低。南大西洋副高属于半持久型副高，当南大西洋东部的副高相对稳定时，它们与南非大陆之间的气压差可使南非西南沿海水域产生东南强风，甚至有时能达到8级大风（12-2月）；当它们不稳定时，经常自西向SE-ESE方向移动，一个移走后，另一个紧接着生成或在西部的副高接踵而来。副高在向偏南方向移动过程中，受温带气旋（见1.2）、副极地低压（见1.3）以及西风带等的影响，它们南部和前部的等压线明显变密，当受到南非大陆阻碍时，它们前部的等压线变的更密，在等压线密集区经过的地方通常产生 5-7级的风。移动的副高前部有时出现东南-西北走向的冷锋，这样的锋线在南半球冬季明显多于夏季，它们走到哪里那里就会出现具有冷锋特征的恶劣天气（见1.6）。

1.2南大西洋温带气旋（Extra-tropical Depression）

南大西洋的温带气旋的主要发源地是在阿根廷的拉普拉塔（Rio de La Plata）附近水域，并且大多数是哪里的弱低压在冷锋面上加深形成，主要影响南纬30度以南的海域。它们离开阿根廷东岸后向E - SE方向移动，南半球夏季移动的路径比冬季纬度高。这些低压中有的在离开发源地后立即急剧加深，在当地引起强风天气，有的是在向南非的阿古拉斯角（Cape Agulhas）南部移动过程急剧加深，引起大风天气甚至暴风天气，这种情况在南半球秋季发生的几率最大，对南非水域的天气和海况造成很大影响。南大西洋温带气旋大多数是锋面气旋，冷锋过境时有明显的锋天气的特征（见1.6）。

1.3南半球副极地低压（Depression）

副极地低压的主要发源地是在阿根廷的合恩角（Cabo De Hornos）附近水域，他们活跃，频繁生成、移动迅速，最短生成周期为一天，最快移动速度每天可跨越15个经度左右。副极地低压基本上是从生成地向东朝着南大西洋的南乔治亚岛（South Georgia Island）方向移动，然后大致沿着50oS 纬度线向东移动。它们前部刮6-8级西北风并伴随着阴雨天气和气压下降，后部刮6-7级西南风伴有晴朗天气和气压回升，引起45oS-50oS之间的天气和海况全年恶劣，这些大风的边缘有时能影响到南非的德班港（Durban）附近水域。另一方面，有的副极地低压移动路径向东北弯曲，直接袭击阿古拉斯至德班港一带，导致这一带水域附近的天气和海况恶劣，一个副极地低压过后，好望角（Cape of Good Hope）至阿古拉斯水域的恶劣海况将持续一天以上。那些移动路径纬度相对较高的副极地低压过后产生的S-SW涌浪可抵达南非沿岸，在阿古拉斯至好望角一带的200米等深线以内产生近岸浪，使海况恶化。副极地低压基本上也都是锋面气旋，冷锋过境时有明显的冷锋天气的特征（见1.6）。

1.4咆哮西风带（Roaring Forties）

由于副热带高压带和副极地低压带之间存在气压梯度以及地转偏向力的作用，它们之间形成了始终刮西风或偏西风的西风带。在南半球30oS-60oS之间的洋面上，岛屿和陆地极少，西风带几乎连续不断，盛行西风强力持久，加之1.3）所述的副极地低压自西向东穿过西风带，导致西风带上频繁出现风向和强度不同的大风，故又称之为咆哮西风带（通常认为其中心地带在40oS纬线附近）。咆哮西风带内大风盛行，即使是夏季，在40oS 以南水域每月有7-9天刮7级以上的风，大约在43oS以南和大约40oW以东之间水域每月有15天刮7级以上的风；冬季，在阿根廷的福克兰（Falkland）群岛和好望角连线以南的水域每月约有15天刮7级以上的风， 在上述连线到30oS之间的水域每月有5-10天刮7级以上的风。从此看出，咆哮西风带对南非附近海域天气和海况影响极大。

1.5非洲大陆低压（Depression）

由于非洲大陆的低压（南半球冬季）与南大西洋东部的副高以及南印度洋西部的副高之间存在气压差，使南非的西南沿海水域出现东南强风，而南非的东南沿海出现东北强风，这些强风有时能达到8级的（12-2月）。盘踞在南非大陆的低压有时移往南非东南部水域并加深，在哪里引起6-8级风的天气。

1.6影响南非水域的锋（为解释通俗，本段称副极地低压为副极地气旋）

南半球冷峰的特性是多为西北-东南走向，锋前吹N-NW风，锋后吹S-SW风，当锋过境时，风向急剧变化，它们走到哪里那里就会出现暂短性狂风暴雨天气，如果空气含水量不足，降雨量将很少。南大西洋温带气旋和副极地气旋绝大多数是在冷锋面上生成的锋面气旋，它们的共同点是这些锋面气旋中的暖锋都很微弱，几乎没有暖锋的显著特性，而冷锋活跃、强盛，具有显著的冷锋特性；它们的不同点是副极地低压生成处的冷源更冷，生成的冷锋强、更活跃。在南半球冬季，副极地气旋中的冷锋在南非西部最北端能影响到橘色河（Orange River）附近水域，当它们越过南非南部进入南印度洋后，锋线有时向北延伸，影响到25oS以南水域。伴随着温带气旋和副极地气旋移动的强冷锋到达南非东南部水域时，可能成为该水域发生怪浪的条件之一。在南半球夏季，上述的冷锋强度比冬季弱，有的在随着气旋移动还没有达到南非水域前就消失。1.1 所述的副高前冷锋，如果从南非大陆上穿过，当越过南非大陆入海前，将给沿岸水域带来7-8级的大风。

2.地理条件

南非大陆的南端南部水域与40oS咆哮西风带相邻，饱受咆哮西风带的恶劣天气影响（见1.4）。阿古拉斯浅滩是南非大陆架的最南缘，从阿古拉斯角向SSE方向延伸120海里，从阿古拉斯浅滩到好望角附至200米，海底坡陡非常大。从阿古拉斯浅滩南部至好望角西部的200米的等深线规则，并且从200米等深线到100米等深线之间水域较窄，海底坡陡也较大，为产生近岸浪提供了条件。当从SW-S方向涌来的涌浪或风浪到达这一带浅水区（水深与波长比值等于0.5）时，涌和浪受海底影响，开始产生近岸浪现象，假定周期不变，波长将逐渐减小，浪高将逐渐增加，能量将逐渐集聚，直到波陡（浪高与波长的比值）大约等于0.7时浪发生破碎为止。因此，当刮SW-S大风时或有大涌浪从SW-S方向向阿古拉斯至好望角一带袭来时，200米等深线至100米等深之间的水域将是狂涛恶浪区。在好望角附近水域，200米至100米等深线的宽度大约只有3-4海里左右，海底坡陡更大，近岸浪现象更明显，因此，好望角附近海况更为恶劣。整个南非沿岸的大陆架都是非常陡峭，在岸线受到正面的风浪或涌浪袭击时，均会产生不同程度的近岸浪现象。另外，由于好望角和阿古拉斯角的岬角效应，也会助长哪里风和浪。

3.阿古拉斯海流

阿古拉斯海流是莫桑比克海流抵达南非沿岸处的沿续，它沿着南非沿岸向SW-W流动，在Cape Recife（34o00.0S/024o42.0E）西南处分支，其中一个分支继续沿着南非海岸继续向W-NW流动，最终在南非西部与大西洋的本格拉 （Benguela） 海流汇合，另一分支转向南并折回与东行的南大洋冷流的暖侧（北侧）汇合。阿古拉斯海流紧贴南非东岸一直流到东伦敦（East London）附近，流束的中心位于靠近大陆架的斜坡处，流束边缘出现在靠岸侧200米等深线附近，并且在圣德露西亚角（Cape Saint Lucia）至东伦敦（East London）沿岸之间的流速最快和流束最窄，每月都有流速5节的记录。从莫桑比克海峡到阿古拉斯角的流很强，夏季（1-4月）最强，平均流速2-3节，最大可达5节，当阿古拉斯海流与大风引起的风浪或与外海传来涌浪相对时，使在大陆架边缘处的涌浪剧烈增大，特别是在东伦敦外海处更为猛烈。阿古拉斯海流的存在是引发怪浪的必要条件之一。

4.南非东南海域的怪浪（Abnormal Waves）及预防

异常大浪（俗称怪浪）是在一定的天气、海况、海流和地理条件下才能偶尔发生。据记载，南非东南沿岸水域是发生怪浪最多的地方，它们主要发生在29o00.0S-33o30.0S之间阿古拉斯最强流经过的大陆架外海侧，但也有一艘船报道称，在距大陆架外海侧30海里处曾遇到了怪浪。怪浪可能发生在阿古拉斯主流流过的任何地方，近期的卫星图像显示在阿古拉斯浅滩南部的阿古拉斯流折回处出现了非常高的大浪，但没有报道称在200米等深线以内发生过怪浪。南非东南沿岸的怪浪在全年的每个时间都可能发生，但在南半球冬季发生的几率最大，它的浪高可达到20米或以上，前面有一道非常深壑的大槽引领着浪峰边缘向前突出的陡峭异常大浪以可感知的速度向东北方向推动。南非东南海域的怪浪明显地发生在有结伴而行的海浪和涌浪向东北方向逆着阿古拉斯强流而行期间，同时有锋面气旋内的冷锋沿着南非东南岸过境。

下面将南非东南岸怪浪发生的全过程介绍如下：南非东南外海水域总是常常存在着由高纬度风暴引起的向东北方向运动涌浪，这些涌浪有时与爱德华太子岛（Prince Edward Island）附近的一个低压产生的涌浪和当地低压产生的风浪一起相互作并一起向东北运动，在这种情况下，可能同时存在波长相差极大的3个浪列，有时同时存在着更多的这样浪列并向大致相同的方向移动。在朝着大致相同的方向运动中，这些不同浪列的浪峰非常偶然地占据同一位置而引起一个持续时间很短的临时异常大浪，它的范围沿着涌浪运动方向和沿着浪峰方向很小，也就只有几链。在大海上，这个临时异常大浪将仍然具有正弦曲线形状。当锋面气旋中的冷锋沿着南非东南沿岸移动时，锋前刮北-东北强风，如果风时足够长，可使阿古拉斯流的流速增至高达5节，随着冷锋过境，风向急剧变化，在4小时以内就可能刮起强烈的西南风，在这些情况下，海浪迅速形成，向着东北方向移动并与比平常强的多的阿古拉斯流相对。如果在海浪和阿古拉斯流相对期间有一个上述临时异常大浪向东北方向运动，当它到达大陆架边缘的外海侧时就不再是正弦曲线形状，而是变成了一个前面有一道非常深壑大槽引领着的前缘极其陡峭的异常大浪-即怪浪。向西南行驶的船遇怪浪时，将看到船头带着不断增加的冲力稳稳地跌进大槽中，当船头与迎面驶来的大浪陡峭面相遇时，船首直接冲入，破碎的大浪带着灾害性的力量覆盖船首部分，对船体结构破坏力极大。由于怪浪的形状，向东北方向行驶的船遇到怪浪时，遭受严重损坏的可能性大大减小。沿着南非东南部海岸外航行的船舶，在遇到从西南方向涌来4米高以上的涌浪，同时刮6级以上的东北强风并伴有气压下降时，应当远离外海侧的大陆架边缘，进入100米等深线以内航行；如果预报有冷锋带有6级以上的东北强风，最好的方法是向岸靠拢，驶出阿古拉斯海流，向西南行驶的船舶还应大幅度减速，机警瞭望，谨慎驾驶。 [科]

【参考文献】

[1]英版航路指南.世界大洋航路.