浅谈海面风力因素对海上救援行动的影响

◎ 韦定江 海军大连舰艇学院学员八队

蒋晓刚 海军大连舰艇学院航海系

师现毅 海军训练舰支队

苑志江 海军大连舰艇学院航海系

通讯作者：蒋晓刚

海上大风是引起海洋安全事故的重要原因，了解海上大风的性质特点，制定科学合理的救援方案，利用合适的救援手段实施救助，在保证施救者自身安全的同时，可以更好地维护人民群众的生命财产安全。

1.增加救援行动难度

1.1 改变海水能见度

风改变海水表层光学性质，影响器材投放，人员行动。海水是一种相对透明的介质，成分复杂，含有各种可溶性物质、悬浮颗粒、浮游生物等。风是海浪的重要成因，在大风时，由于悬浮颗粒和泥沙等物质的运动，使海水透明度发生改变，透明度与海水水色密切相关，透明度降低，水色变小。当目标漂泊时，水色和海面平整度会影响搜救工作展开，人员在不同水色的海面下，被发现概率不同，增大了搜救工作的难度。同时，透明度影响潜水员作业和无人潜航器的投放，由于水体浑浊，部分海区无法进行水下摄像作业，延缓了救援时机。潜水员在低水下能见度环境中，易与水中不明物体，信号绳等发生碰撞绞缠，危及潜水员的生命安全。

1.2 降低人员生存几率

我国冬季海面常遭受偏北风，海面热量大量流失，表面水温度降低，密度增大，发生海水上下层对流运动，使深层低温海水向上移动，降低海水表层温度。夏季大风会产生强烈的垂直涡动混合，使浅层海水重新分布，高温海水下沉，低温海水上浮。遇险人员在乘坐救生筏漂浮时，风产生的空气对流会加速人体热量损失，寒冷对风条件下，风速与身体暴露程度越大，冻伤的危险就越大，当人体与海面接触时，风引起的海面温度较低和水的传热能力，会加速人体热量流失，人体与水表的接触面积、水温、漂浮者的姿态动作会严重影响人的生存时间。

1.3 引发二次险情

海况是指在风力作用下海面的外貌特征，根据风力的大小确定海况和波级，海况直接关系着遇险人员的生命安全，在水中无依托物漂浮的遇险人员的横向尺度相对于波浪的波长较小，耐波能力较差，同时又因为落水姿态的原因，耐波能力又有不同，当风力较大出现浪，且在较低浪级时，人员不易发生呛水，而在较大浪级时，海浪较陡，易发生破碎，人员难以随着海浪周期性运动，易发生呛水现象。当人员乘坐救生艇时，由于救生艇恢复力矩较好，可承受一定的风浪，但当海浪与救生艇发生垂荡运动，或者发生共振现象时候，将超过了人体的耐受能力，易发生二次险情。风引起水体搅动海洋垃圾，海底泥沙，遇险船舶的物品等，易发生不规则运动，威胁着遇险人员的生命安全。海雾降低海面能见度，使船难以辨别船与目标的相对位置，危及搜救者与遇险目标的生命财产安全。

2.影响救援行动方式

2.1 改变救援相对位置

风推动海水运动，使得海水在垂直方向上发生大规模对流运动，形成风海流和风吹流，风海流又称漂流，风吹流属于暂时性海流，一方面，漂流和风吹流的影响下会对舰船的航向稳定性产生影响，另一方面，又会使遇险目标在发生漂移，使得船（机）海上搜寻的区域发生变化；（如图1、图2）

当遇险目标在海面处于无动力状态时，其运动轨迹受风流浪的影响，将远离事故发生点或事故报告点，风引起风压变化，目标的受风面积，受风角度等都对漂移有重要影响。利用矢量图，绘制目标漂移位置；（如图3、图4)

当目标发生漂移后，我们可以由公式计算当前海区的风，流，浪等情况，其中D是总漂移误差、X是初始位置误差，Y是搜救设施的误差，由航迹推算出当前可能所处的区域，确定目标范围，使用航线搜索，横移线搜索（如图5、图6），平行搜索（如图7、图8），扇形搜索等方式，并借助航空器，卫星，雷达等进行救援搜寻。

2.2 影响搜救设备使用

随着海上搜救多样化发展，空海联合搜救已成为救援的重要方式之一，借助直升机开展大范围的搜寻救援，提升救援效率，但直升机在海上搜救时也易受到风流影响难于展开救援。

风影响直升机的起降，直升机多借助逆风起飞，逆风时升力大，而降落时风力对直升机有横向或纵向力的作用，直升机将发生横摇或纵摇，影响降落时飞机的姿态。

风影响直升机的飞行时间和路程，如图9和图10在同样的路程内，直升机顺风飞行的路程短，逆风飞行的路程长，飞行半径与风相关，有风时直升机的飞行半径小于无风时直升机的飞行半径，这对于搜救区域的选择确定有较大的影响。

图1 一般情况下目标漂移矢量图

图2 目标在飓风中漂移矢量图

图3 时间不确定示意图

图4 风压（物体）不确定示意图

图5 横移线搜寻（单搜寻单位)示意图

图6 横移线搜寻（多搜寻单位)示意图

图7 平行搜寻（多搜寻单位)示意图

图8 平行搜寻（双曲线导航系统）示意图

图9 扇形搜寻模式(单机单船)示意图

图10 单机平行扫视搜寻示意图

风影响飞行员的操纵和飞行姿态，当较大风力时，将使飞机产生偏流和颠簸，偏离原航线，飞行方向在不断变化，风的相对方向随之改变，当顺风与飞机相遇时，可引起飞机垂直方向上的垂荡，风横向作用时，引起飞机横向的摇摆，遭遇海面低空风切变时，引起飞行水平运动的突然改变，将对飞机低空悬停、人员在投放缆绳等救援行动有不利影响。

2.3 影响船舶机动能力

风和风引起的浪、流作用于船两舷时候，会导致船在航向上发生漂移，偏离预定的航线，若不及时对航行中舰船进行风流修正，可能发生触礁、搁浅、碰撞等险情，影响救援行动的展开。

图11 在风浪中拖缆的两种受力状态示意图

图12 船和航空器交叉式搜索示意图

图13 船和航空器内外混合搜索示意图

航行中的舰船突遇大风浪时，风与船的相对角度，对船的姿态有巨大影响，在大风浪情况下，救助船多顶风顶流航行，降低舵速，保持舰船自身的姿态和稳性，而航行时候突然转向或风方向发生变化时，船舷两侧受风流影响，将引起船的斜倾，甚至导致船体倾覆。

风浪中航行时候，风对船本身有阻力的作用，使船在风浪中失速。风浪的周期性运动，将导致飞车、空车现象，影响搜扫的面积，时间，影响救援任务的进度，且破坏舰船结构。

风是影响舰船拖缆的重要因素。一方面风引起海水波动，形成周期性的风浪，产生不规律地晃动，缆索存在缆索拉紧和缆索松弛两种受力方式，缆索易会发生绷断，当缆索受力不均松弛时，难船受海浪颠簸影响较大，易引起二次海上险情。另一方面，缆索在两船间悬空，受到风力的作用，风较大时，缆索绷断或朝着另一侧受力，影响海上拖缆工作。(如图11)

3.优化救援实施方案

风具有不可控性和不可避性，一旦生成风，救援行动危险系数将增大，虽无法准确地预测风产生与灭亡，但我们可以利用海面风力，优化救援实施方案。

3.1 寻找合理避风空间

在风力较小、海况较好的情况下，救助船可以旁靠难船。利用难船和风的相对位置，为救生艇提供合理的避风空间，如难船较大时，救助船在难船下风处，如难船较小时，在上风处旁靠。

救援母船可以顶风顶流航行，利用两个风浪波群间的间隙，投放小艇，同时顶风航行有利于操纵保持首向和船位以及水中待救人员的适当距离，顶风顶浪航行更有利于援救落水者。

3.2 减少海冰海雾影响

海冰可以随风海流等进行漂移，我国海域的冰多属于流冰，当船舶前往受困区域进行救援时候，可以制造定向的海面风场，引导海冰定向漂流或者向其他远离搜扫区域的漂移。

海雾是在适宜的风力条件下，由于暖湿空气在冷海面作用下的产物，我们可改变风速风向等条件，使海雾难以维持，或者利用海雾随风漂流的特性，使海雾移动至不利于海雾的环境中，加快海雾的消亡。

3.3 运用多样救助手段

测量风场的风时、风区、风速，通过计算机计算出遇险人员漂浮的区域，同时利用卫星、雷达、声纳等手段对局部海区进行定位搜扫，精确定位出受困船只的位置，争取救援时机。

航空器和舰船交叉搜扫，利用航空器和舰船不同方向上风力大小，规划航线，增加局部搜索的成功率（如图12），由于航空器滞空时间和航程受风力影响大，风力大时航程短，可以制定不同的搜索区域，航空器在内区域进行搜索，船舶在外区域搜索，增大遇险人员被发现几率。（如图13）

4.结语

分析海面风场对海上救援行动的影响，可以帮助救援单位认识风对救援行动的危害，有利于提出更优的救援方案，为难船及遇险人员争取更多宝贵的救援时间。对于海上救援行动方案制定提供了帮助，减少了风引起的海上救援时机的延误，避免了不必要的损失。