李茂林，余向軍，李慶紅

(海軍大連艦艇學(xué)院 軍事海洋與測繪系，遼寧 大連 116018)

0 引 言

海軍需要理解海洋物理學(xué)，建立數(shù)值模式，同化觀測數(shù)據(jù)，以增強(qiáng)海軍在復(fù)雜海洋環(huán)境中遂行多樣化任務(wù)的能力。

1976年6月，在加利福尼亞州蒙特利舉行了一次“海洋預(yù)報(bào)”研討會，以評估海軍在預(yù)報(bào)和天氣建模方面的需求，并確定一項(xiàng)初步的長期海洋預(yù)報(bào)計(jì)劃。1981年，在蒙特利舉行了第二次“海洋預(yù)報(bào)”研討會，討論進(jìn)展和今后的方向。這次研討會建議利用實(shí)時(shí)、現(xiàn)場和遙感數(shù)據(jù)改進(jìn)海洋預(yù)報(bào)；開發(fā)四維數(shù)據(jù)同化方法；為開放和封閉的邊界環(huán)流開發(fā)先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)和動力學(xué)方法，并了解深海變化。1986年，海軍海洋學(xué)家和海軍研究局主持召開了第三次研討會，討論在先進(jìn)的技術(shù)和海軍需求的基礎(chǔ)上進(jìn)行海洋預(yù)報(bào)。這次研討會建議運(yùn)用全球海洋觀測系統(tǒng)中高度計(jì)、散射計(jì)和水色傳感器資料、海面及以下的現(xiàn)場測量進(jìn)行海洋中尺度現(xiàn)象預(yù)報(bào)。為了更好滿足海軍需求，尤其是那些和反潛戰(zhàn)相關(guān)的預(yù)報(bào)，與會者建議將高分辨率區(qū)域模型和全球模型相結(jié)合，為戰(zhàn)術(shù)行動提供預(yù)測支持。

這三屆海洋預(yù)報(bào)研討會的召開奠定了美國海軍海洋預(yù)報(bào)發(fā)展的基礎(chǔ)，推動了美國海軍海洋預(yù)報(bào)系統(tǒng)發(fā)展的進(jìn)程，從最初的海洋熱力學(xué)結(jié)構(gòu)的模擬和預(yù)報(bào)，到海洋動力學(xué)模式的開發(fā)和應(yīng)用，以及對中尺度現(xiàn)象的關(guān)注和重視，美國海軍循序漸進(jìn)，制定了一套較為完備的海洋預(yù)報(bào)發(fā)展計(jì)劃。

1 全球和區(qū)域海浪預(yù)報(bào)系統(tǒng)

美國海軍目前采用的全球和區(qū)域海浪模式為Wavewatch III，Wavewatch模式最初由Delft大學(xué)開發(fā)，它現(xiàn)在的形式，指的是Wavewatch III （WW3），是美國國家海洋和大氣管理局的國家環(huán)境預(yù)報(bào)中心開發(fā)的。

WW3的控制方程為動譜平衡方程。除了傳統(tǒng)的深水源函數(shù)外，最新版本模式（WW3版本4）還可以選擇性表示其他一些源項(xiàng)，包括底摩擦、底散射、海冰、來自冰山和陡峭海岸線的反射、拍岸浪破碎、流化泥漿和三波非線性相互作用的影響。在某些情況下，對同一物理過程存在多個(gè)選項(xiàng)，允許不同的理論、參數(shù)化和數(shù)值精密性。除了靜態(tài)地形，該模式優(yōu)化提取了幾個(gè)可能是非平穩(wěn)和非均勻的場：表面流、水位、冰特性、10 m風(fēng)矢量和氣海溫度差（代表大氣穩(wěn)定性）。未解決的島嶼和海冰可以用亞網(wǎng)格參數(shù)化方法處理。WW3版本3只允許規(guī)則結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，而WW3版本4可以在規(guī)則結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格上執(zhí)行計(jì)算。根據(jù)用戶對精度性能和計(jì)算成本的權(quán)衡，可以選擇1階、2階和3階精度的傳播方案。輸出格式類型進(jìn)一步擴(kuò)展，包括NetCDF格式。許多新的變量被添加到輸出，如與大氣和海洋模式耦合的動量通量變量，以及破碎波統(tǒng)計(jì)諸如白浪覆蓋。

艦隊(duì)數(shù)值氣象海洋中心（FNMOC）是海軍負(fù)責(zé)全球和大區(qū)域尺度海浪模式的業(yè)務(wù)中心。2001年8月，F(xiàn)NMOC用Wavewatch III取代了WAM。FNMOC業(yè)務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮了2個(gè)優(yōu)先事項(xiàng)：一是全球產(chǎn)品的快速部署；二是高分辨率氣象產(chǎn)品的開發(fā)。第1個(gè)優(yōu)先事項(xiàng)意味著全球海浪產(chǎn)品在全球氣象產(chǎn)品可用后很快就可用，第2個(gè)優(yōu)先事項(xiàng)意味著區(qū)域網(wǎng)格的設(shè)計(jì)要與區(qū)域氣象模式相吻合。目前，F(xiàn)NMOC使用的WW3網(wǎng)格都是規(guī)則網(wǎng)格。2004年11月來自衛(wèi)星高度計(jì)測量的波高同化被添加到FNMOC全球WW3模式；2011年3月，系留浮標(biāo)波高測量被添加到波高資料同化；2012年10月，數(shù)據(jù)同化方案從簡單的最優(yōu)插值（OI）升級為三維變分同化方案。

在FNMOC采用WW 3幾年后，海軍海洋局（NAVOCEANO）還在堅(jiān)持用WAM，但2012年后，NAVOCEANO逐步用WW3取代了WAM。

2 近岸海洋預(yù)報(bào)系統(tǒng)

預(yù)測近岸環(huán)境的動態(tài)對海軍行動的諸多方面都很重要，與深海相比，近岸長度尺度要小得多（從幾米到幾百米），這意味著模擬近岸環(huán)境的典型分辨率比全球甚至區(qū)域模式的分辨率要高得多。

2.1 SWAN

近岸區(qū)域的海浪典型預(yù)報(bào)使用SWAN海浪模式，它解決了波動平衡方程預(yù)測波能量譜在沿海區(qū)域物理空間（x/y或經(jīng)緯度）和譜空間（頻率/方向）的演變問題。使用動譜平衡方程有利于納入由環(huán)境海流引起的多普勒頻移。該模式的典型輸入包括：來自諸如Delft3D-FLOW海流模式或海軍沿岸海洋模式（NCOM）的海流、地形，來自氣象模式的風(fēng)，來自諸如Wavewatch III全球或區(qū)域海浪模式的譜，在開邊界預(yù)計(jì)將通過開邊界傳遞大量波能量進(jìn)入域。該模式提供了全球超過350個(gè)區(qū)域的每日預(yù)報(bào)，其中約1/3是近岸/沿海領(lǐng)域。

2.2 Delft3D

Delft3D是一個(gè)模式組件，被設(shè)計(jì)用于在沿海、河口和河流地區(qū)的計(jì)算。它可以用來計(jì)算速度、海面高度、海浪、溫度、鹽度、水質(zhì)，以及這些地區(qū)時(shí)間和長度尺度大于那些單個(gè)波的形態(tài)變化。它由若干模塊組成，這些模塊使用一個(gè)公共接口耦合在一起，可以獨(dú)立執(zhí)行，也可以相互結(jié)合。對于海軍行動，通常使用的模塊有Delft3D-FLOW（簡稱FLOW）和Delft3DWAVE（簡稱WAVE）。

FLOW模塊可以在二維或三維模式下運(yùn)行，解決不可壓縮流體的納維-斯托克方程，假設(shè)條件為淺水條件和Boussinesq假設(shè)。該模式可以建立在z坐標(biāo)系（固定層深度）或σ坐標(biāo)系（地形跟隨）。在σ坐標(biāo)系中，假設(shè)流體靜力流動，而z坐標(biāo)系也可用于非靜力流動?？梢砸?guī)定不同類型的邊界條件，包括水位、速度，或者兩者的組合。潮汐可以指定為邊界條件的水位和/或速度。對于部分或完全封閉的水體，潮汐勢可以包含在內(nèi)，以便在域中產(chǎn)生潮汐。此外，該模式可以被海浪、風(fēng)、河流流量、溫度和鹽度驅(qū)動。WAVE模塊通常與FLOW模塊耦合運(yùn)行，它由一個(gè)封裝器組成，創(chuàng)建輸入文件來運(yùn)行SWAN和SWAN可執(zhí)行文件。WAVE模塊可以從FLOW獲得水位、表面速度、風(fēng)場和水深，并反過來向FLOW提供波浪力（基于輻射應(yīng)力或耗散）和波軌道速度。

2.3 SWANFAR

SWANFAR系統(tǒng)是一個(gè)四維變分（4Dvar）數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)，使用波數(shù)據(jù)，可作為模式域中離散位置的時(shí)間函數(shù)，以提高整個(gè)域的模式預(yù)報(bào)性能。該系統(tǒng)圍繞一個(gè)離散的數(shù)值伴隨結(jié)構(gòu)化版本的SWAN建立，由一個(gè)伴隨子程序集合組成，每個(gè)單獨(dú)構(gòu)建都來自原始SWAN相應(yīng)的子程序。伴隨將模式數(shù)據(jù)誤差在時(shí)間和空間上傳播回初始時(shí)間和邊界。一個(gè)SWAN的線性擾動，包括修改后的SWAN子程序相應(yīng)集合，其中每一個(gè)已被線性化和重鑄傳播波作用和其他參數(shù)，用于確定在觀測位置的模式數(shù)據(jù)誤差，用于下一次迭代。

3 全球海洋和海冰預(yù)報(bào)系統(tǒng)

美國海軍全球海洋預(yù)報(bào)系統(tǒng)目前由0.08°混合坐標(biāo)海洋模式（HYCOM）和海軍耦合海洋數(shù)據(jù)同化（NCODA）系統(tǒng)組成，具有較高的水平分辨率和自適應(yīng)垂直坐標(biāo)系，能夠生產(chǎn)臨近預(yù)報(bào)（海流狀態(tài)）和預(yù)測海洋“天氣”，包括三維海洋溫度、鹽度和海流結(jié)構(gòu)，表面混合層深度，中尺度特征的位置如渦旋、彎曲流和海洋鋒。其每天在海軍海洋局運(yùn)行，提供7天的預(yù)報(bào)，支持海軍行動，為更高分辨率的區(qū)域模式提供邊界條件，并提供給業(yè)界使用。2012年的預(yù)報(bào)試驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)有能力預(yù)報(bào)海洋中尺度結(jié)構(gòu)，例如能預(yù)報(bào)約10天的灣流和14天多的全球海洋和其他選定的區(qū)域。預(yù)報(bào)性能對大氣強(qiáng)迫的類型非常敏感。在混合層和溫躍層深度范圍內(nèi)，次表層溫度偏差較?。? 0.25°C），均方差峰值較小。與同一網(wǎng)格上的海冰模式（CICE）耦合，HYCOM/CICE/NCODA系統(tǒng)（最初僅限于北極）提供海冰預(yù)報(bào)預(yù)測。冰緣線位置誤差比以前的海冰預(yù)報(bào)系統(tǒng)有所改進(jìn)，但其同化衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性在一定程度上受到限制。

3.1 全球混合坐標(biāo)海洋模式

全球混合坐標(biāo)海洋模式（HYCOM）具有赤道水平分辨率0.08°（赤道附近1/12.5° 或～9 km，中緯度地區(qū)～7 km，北極附近～3.5 km），使得該系統(tǒng)能夠分辨中尺度渦旋，解決了模擬西邊界流、中尺度變化、海洋鋒位置和強(qiáng)度的動力學(xué)問題。HYCOM網(wǎng)格是均勻的，78.64°～66°S是圓柱形投影，66°S～47°N是墨卡托投影。47°N以北采用北極偶極子網(wǎng)格，將極點(diǎn)轉(zhuǎn)移到陸地上，以避免在北極出現(xiàn)奇點(diǎn)。模式采用來自艦隊(duì)數(shù)值氣象海洋中心的大氣強(qiáng)迫。其輸出間隔為3 h，最初來自海軍業(yè)務(wù)化全球大氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)（NOGAPS），2013年8月改為海軍全球環(huán)境模式（NAVGEM）。

3.2 海軍耦合海洋數(shù)據(jù)同化

目前使用的海軍耦合海洋數(shù)據(jù)同化（NCODA）版本是一個(gè)全三維、多變量、變分海洋數(shù)據(jù)同化方案。三維海洋分析變量包括溫度、鹽度、位勢和矢量速度分量，所有這些都是同時(shí)分析的。NCODA可以在標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)立模式下運(yùn)行，但這里它和HYCOM循環(huán)使用，以連續(xù)的增量更新循環(huán)方式為下一個(gè)模式預(yù)報(bào)提供更新的初始條件。對HYCOM預(yù)報(bào)的修正是基于自上次分析以來獲得的所有觀測結(jié)果，包括衛(wèi)星海面觀測。如高度計(jì)海面高度（SSH）異常、SST和海冰濃度，加上來自船舶和浮標(biāo)的現(xiàn)場SST觀測和來自拋棄式溫深儀（XBTs）、電導(dǎo)率-溫度-深度傳感器（CTDs）、滑翔器、Argo浮標(biāo)的溫度和鹽度剖面數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)同化和利用模式動態(tài)插值技術(shù)，將各種觀測數(shù)據(jù)類型結(jié)合起來，可以更準(zhǔn)確進(jìn)行三維海洋環(huán)境預(yù)報(bào)。

3.3 海冰預(yù)報(bào)系統(tǒng)

極地地區(qū)的海上行動依賴于準(zhǔn)確的冰情預(yù)報(bào)。美國海軍于1996年7月采用極地海冰預(yù)報(bào)系統(tǒng)（PIPS）用于北極地區(qū)的海冰業(yè)務(wù)化預(yù)報(bào)，2011年P(guān)IPS的角色被北極冰蓋預(yù)報(bào)系統(tǒng)（ACNFS）取代。ACNFS的模式組件是洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的CICE，HYCOM是它的基礎(chǔ)海洋模式。CICE擁有比全球系統(tǒng)中使用的“能量-收支”海冰模式更復(fù)雜的物理機(jī)制，改進(jìn)了早期海冰模式，包括多個(gè)冰厚度層、多個(gè)雪厚度層和新的冰緣參數(shù)化。海洋和海冰模式是雙向耦合的，每個(gè)小時(shí)在它們之間都有場傳遞。模式在北極點(diǎn)附近的水平分辨率約為3.5 km。ACNFS使用和全球系統(tǒng)相同的大氣強(qiáng)迫。通過直接插入來自衛(wèi)星專屬傳感器微波圖像聲學(xué)數(shù)據(jù)的NCODA分析冰濃度，CICE在1 800時(shí)更新。ACNFS為美國國家冰中心（NIC）提供7天的冰濃度、厚度、漂移和其他要素。據(jù)稱ACNFS在不久的將來將被全球耦合HYCOM/CICE/NCODA系統(tǒng)所取代。

4 熱帶氣旋預(yù)報(bào)系統(tǒng)

位于加利福尼亞州蒙特利的美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室（NRL）開發(fā)了耦合海洋/大氣中尺度熱帶氣旋預(yù)報(bào)系統(tǒng)（COAMPS-TC）。該模型建立在現(xiàn)有的COAMPS基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上，增加了新的功能組件和先進(jìn)的數(shù)據(jù)同化、渦初始化、物理量參數(shù)化和海-氣耦合，以適合高分辨率的熱帶氣旋預(yù)報(bào)。

COAMPS-TC系統(tǒng)由數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、分析、初始化和預(yù)報(bào)模型子組件構(gòu)成。該系統(tǒng)已于2012年在艦隊(duì)數(shù)值海洋氣象中心（FNMOC）轉(zhuǎn)化為業(yè)務(wù)化系統(tǒng)，2013年6月進(jìn)行了首次業(yè)務(wù)化預(yù)報(bào)。海軍大氣變分?jǐn)?shù)據(jù)同化系統(tǒng)（NAVDAS）用來綜合觀測的風(fēng)、溫度、濕度和壓力，這些數(shù)據(jù)有多個(gè)來源，比如無線電探空儀、探空氣球、衛(wèi)星、表面測量、船舶、浮標(biāo)和飛機(jī)。

來自美國國家颶風(fēng)中心（NHC）和聯(lián)合臺風(fēng)預(yù)警中心（JTWC）的綜合觀測被用作熱帶氣旋結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的初始條件。通過在NAVDAS中使用這些綜合觀測來表示颶風(fēng)的特征，然后融合綜合觀測與其他可用的實(shí)時(shí)觀測來描述TC環(huán)流以外的更大尺度的環(huán)境。海面溫度分析直接使用海軍沿岸海洋數(shù)據(jù)同化（NCODA）系統(tǒng)在模型計(jì)算網(wǎng)格上進(jìn)行，它利用所有可用的衛(wèi)星、船舶、漂流計(jì)和浮標(biāo)觀測數(shù)據(jù)。在耦合應(yīng)用中，NCODA和NAVDAS系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)同化周期的第一個(gè)分析猜測都來自先前的短期預(yù)報(bào)。COAMPS-TC大氣模型采用非靜力和可壓縮的動力學(xué)形式，并對風(fēng)的3個(gè)分量（2個(gè)水平分量和垂直分量）、擾動氣壓、位溫、水汽、云滴、雨滴、冰晶、雪花、冰雹（弱冰雹）和湍流動能預(yù)報(bào)變量。物理參數(shù)化包括云微物理過程、對流、輻射、邊界層過程和表層通量的表示。COAMPS-TC模型包含了海洋表面附近的耗散熱量的表示，這對熱帶氣旋強(qiáng)度預(yù)報(bào)很重要。COAMPSTC系統(tǒng)采用靈活的嵌套設(shè)計(jì)，當(dāng)多個(gè)風(fēng)暴在給定時(shí)間出現(xiàn)在同一個(gè)海盆時(shí)，這種設(shè)計(jì)是有用的，利用專門的選項(xiàng)移動嵌套分別跟隨單獨(dú)的感興趣的熱帶氣旋中心。COAMPS-TC的大氣部分使用3個(gè)嵌套網(wǎng)格，水平分辨率分別為45 km，15 km和5 km，有40個(gè)垂直分層從10 m延伸到大約30 km。內(nèi)部的2個(gè)網(wǎng)格跟隨風(fēng)暴。

COAMPS-TC系統(tǒng)具有在完全耦合的海氣相互作用模式下運(yùn)行的能力。COAMPS-TC的大氣模塊與海軍沿岸海洋模式耦合以表示海氣相互作用過程。COAMPSTC系統(tǒng)有一個(gè)選項(xiàng)來預(yù)報(bào)海面波以及大氣、海洋環(huán)流與波浪之間的相互作用，使用SWAN或WAVEWATCH III模式。

5 全球環(huán)境預(yù)報(bào)系統(tǒng)

自1982年8月至2013年2月，美國海軍全球天氣預(yù)報(bào)模式采用的是海軍業(yè)務(wù)化全球大氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)（NOGAPS）。雖然NOGAPS經(jīng)歷了許多分辨率的變化和改進(jìn)的亞網(wǎng)格尺度物理過程的參數(shù)化，但由于業(yè)務(wù)化計(jì)算資源的限制，其歐拉譜動力學(xué)內(nèi)核將其分辨率限制在42 km水平分辨率和42垂直分層。美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室（NRL）開發(fā)了一種改進(jìn)的半拉格朗日/半隱式（SL/SI）動力學(xué)內(nèi)核，以滿足增加全球分辨率和更先進(jìn)的物理參數(shù)化的需要。采用這種新的SL/SI方程作為動力學(xué)（絕熱）內(nèi)核增加了計(jì)算效率，使得增加分辨率、添加更多種類和改進(jìn)物理機(jī)制在計(jì)算上是可行的。因此，一個(gè)新的全球SL/SI模式——海軍全球環(huán)境模式（NAVGEM）被創(chuàng)建。

2013年2月13日，美國海軍的天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)達(dá)到了一個(gè)新里程碑，海軍全球環(huán)境模式（NAVGEM）取代了海軍業(yè)務(wù)化全球大氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)（NOGAPS）用于全球業(yè)務(wù)化氣象預(yù)報(bào)。新的業(yè)務(wù)化系統(tǒng)NAVGEM 1.1結(jié)合了半拉格朗日/半隱式動力學(xué)內(nèi)核與先進(jìn)的亞網(wǎng)格尺度濕過程、對流、臭氧和輻射的參數(shù)化。NAVGEM 1.1過渡版本的模式物理改進(jìn)包括將云液態(tài)水、云冰水和臭氧作為預(yù)測成分。在成功測試了一種新的質(zhì)量通量方案后，2013年11月6日過渡到第2個(gè)版本NAVGEM 1.2。在渦動擴(kuò)散垂直混合參數(shù)化中加入質(zhì)量通量參數(shù)，降低了海洋上空低對流層的冷溫度偏差，進(jìn)一步增強(qiáng)了NAVGEM的預(yù)報(bào)能力。

6 海洋預(yù)報(bào)在海軍作戰(zhàn)決策支持中的應(yīng)用

6.1 美國海軍海洋局使用的海洋預(yù)報(bào)系統(tǒng)

美國海軍海洋局（NAVOCEANO）提供日常業(yè)務(wù)化全球、區(qū)域和沿岸海洋模式預(yù)報(bào)及其相關(guān)預(yù)報(bào)產(chǎn)品。所使用的模式包括已開發(fā)的三維環(huán)流、海浪和冰預(yù)報(bào)系統(tǒng)，以滿足海軍需求。這些模式是被海軍大氣模式驅(qū)動的，由海軍開發(fā)的海底地形約束。此外，美國海軍海洋局從現(xiàn)場和遙感資源獲取、質(zhì)量控制和傳送實(shí)時(shí)海洋觀測，供海洋模式同化。這些觀測也用于評估模式性能和開發(fā)海洋氣候產(chǎn)品。運(yùn)行這個(gè)海洋模式組件需要超級計(jì)算能力，以及一個(gè)獨(dú)特的熟練的模式操作團(tuán)隊(duì)來維持系統(tǒng)的運(yùn)行。專門的海洋預(yù)報(bào)員解釋這些預(yù)報(bào)并將這些信息用于海軍行動。從需求到開發(fā)再到業(yè)務(wù)化的路徑保證了研發(fā)、生產(chǎn)和海軍業(yè)務(wù)化應(yīng)用之間的緊密聯(lián)系。

美國海軍海洋局海洋模式采取了一系列方法，每日預(yù)報(bào)循環(huán)開始于全球預(yù)報(bào)模式，逐步縮小到更高分辨率的區(qū)域和近岸模式（見圖1）。這些海洋模式大部分是在海軍研究實(shí)驗(yàn)室（NRL）開發(fā)的，輸出全球、區(qū)域、近岸二維和三維海洋動力和熱力性質(zhì)，以及二維區(qū)域和沿岸波浪性質(zhì)。海軍海洋局確保這些模式按計(jì)劃運(yùn)行，數(shù)據(jù)及時(shí)交付給海軍用戶，并提供信息的解釋。

圖1 美國海軍海洋局（NAVOCEANO）每天運(yùn)行從全球到沿岸尺度的海洋和海浪模式系統(tǒng)流程圖Fig. 1 Flow chart of NAVOCEANO daily operational ocean and wave model system from global to coastal scales

6.2 海洋預(yù)報(bào)產(chǎn)品如何支持海軍應(yīng)用

美國國防部大型專屬門戶網(wǎng)站每天向海軍用戶發(fā)布更新的海洋模式預(yù)報(bào)產(chǎn)品（圖形和數(shù)據(jù)）。該網(wǎng)站包括海洋溫度、鹽度、表面高度和多個(gè)深度與時(shí)間步長海流的JPEG圖形。該網(wǎng)站還提供波特性的預(yù)報(bào)，如有效波高、平均波向和平均波周期圖形。通過點(diǎn)擊一個(gè)按鈕，海軍客戶可以查看模式預(yù)報(bào)條件，并添加相關(guān)圖像到一個(gè)業(yè)務(wù)化簡報(bào)。該網(wǎng)站還為擁有適當(dāng)戰(zhàn)術(shù)軟件的客戶提供壓縮數(shù)據(jù)文件。

美國海軍海洋局的客戶服務(wù)辦公室（CSO）集中管理特殊客戶的需求。當(dāng)與CSO聯(lián)系以獲取產(chǎn)品或信息時(shí)，會生成一個(gè)服務(wù)請求并分配給相應(yīng)的部門完成。CSO和海軍海洋局分析師直接與客戶交流，以確保提供的信息是有用的、完整的，并及時(shí)交付。對于海洋模式產(chǎn)品，所提供的信息可能有多種形式。它可以直接發(fā)送出去，或張貼在門戶網(wǎng)站上以供實(shí)時(shí)訪問。政府合作伙伴可以通過國防部超級計(jì)算資源中心的檔案館獲得模式數(shù)據(jù)，或者數(shù)據(jù)提取后通過DVD郵寄。

海洋預(yù)報(bào)產(chǎn)品的一個(gè)重要例子是戰(zhàn)術(shù)海洋學(xué)特征評估（TOFA）。該產(chǎn)品是一個(gè)與Microsoft PowerPoint或Google Earth兼容的文件，其中有模式變量如溫度或海流的繪圖，并覆蓋了主要海流、溫度鋒和渦旋等特征。TOFA將深入討論所提供的信息如何影響在動態(tài)演變的海洋中的行動，尺度從小時(shí)到天。對不確定性的評估，在某些情況下，還可以添加關(guān)于環(huán)境最佳利用的建議或替代方法。TOFA還可以根據(jù)海軍海洋局的綜合歷史或氣候數(shù)據(jù)，回答用戶的具體問題。在多數(shù)情況下，為確保預(yù)報(bào)產(chǎn)品提供最佳的行動支持，海洋預(yù)報(bào)員與海軍人員合作交流意見是非常必要的。

7 啟 示

從美國海軍的業(yè)務(wù)化海洋預(yù)報(bào)發(fā)展歷程和成功的經(jīng)驗(yàn)來看，以下幾點(diǎn)值得借鑒學(xué)習(xí)。

1）軍民結(jié)合，發(fā)展路線清晰。1976年、1981年和1986年三屆海洋預(yù)報(bào)研討會的召開奠定了美國海軍海洋預(yù)報(bào)發(fā)展的基礎(chǔ)，逐步形成了美國海軍海洋預(yù)報(bào)系統(tǒng)發(fā)展的進(jìn)程表，從最初的海洋熱力學(xué)結(jié)構(gòu)的模擬和預(yù)報(bào)，到海洋動力學(xué)模式的開發(fā)和應(yīng)用，以及對中尺度現(xiàn)象的關(guān)注和重視，美國海軍循序漸進(jìn)，制定了一套較為完備的發(fā)展計(jì)劃。從這個(gè)發(fā)展歷程中可以看到，美國海軍的海洋預(yù)報(bào)工作始終是由海軍主導(dǎo)，由海軍提出需求，充分利用海洋學(xué)界的智力資源來完成研發(fā)任務(wù)，做到了軍民結(jié)合，資源共享。

2）緊貼作戰(zhàn)，不斷更新發(fā)展。美國海軍的業(yè)務(wù)化海洋預(yù)報(bào)一直以海軍作戰(zhàn)需求為牽引，隨著裝備和作戰(zhàn)樣式的發(fā)展，海洋預(yù)報(bào)工作的重點(diǎn)也隨之調(diào)整。比如海軍提出“由海向陸”戰(zhàn)略后，海洋預(yù)報(bào)的重點(diǎn)由全球、區(qū)域轉(zhuǎn)向“近?！薄：＼妼⒆灾魇剿潞叫衅鳎ˋUV）納入作戰(zhàn)運(yùn)用后，對水下環(huán)境預(yù)報(bào)的關(guān)注度也隨之加大。為了提高預(yù)報(bào)模式的精度和時(shí)效性，模式開發(fā)人員及時(shí)將海洋觀測、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)同化技術(shù)等最新成果吸收納入預(yù)報(bào)模式中，不斷改進(jìn)完善。此外，為了保證預(yù)報(bào)模式的準(zhǔn)確性和可靠性，在模式研究版本正式過渡到業(yè)務(wù)化運(yùn)行之前，必須經(jīng)過大量的驗(yàn)證測試工作。

3）體系合理，保障效果良好。美國海軍艦隊(duì)數(shù)值氣象海洋中心（位于加利福尼亞州蒙特利市）主要負(fù)責(zé)氣象學(xué)保障業(yè)務(wù)，海軍海洋局（位于密西西比州斯坦尼斯航天中心）以海洋學(xué)保障為主，海軍海洋學(xué)水雷戰(zhàn)中心（位于斯坦尼斯航天中心）負(fù)責(zé)水雷戰(zhàn)海洋環(huán)境保障，海軍海洋學(xué)反潛戰(zhàn)中心（分別位于斯坦尼斯航天中心和橫須賀）負(fù)責(zé)反潛戰(zhàn)海洋環(huán)境保障。這種以要素劃分的保障體系保證了各個(gè)業(yè)務(wù)中心的研發(fā)重點(diǎn)清晰，技術(shù)力量集中，水平先進(jìn)。

8 結(jié) 語

我國的海洋環(huán)境預(yù)報(bào)系統(tǒng)不斷升級進(jìn)步，取得了長足進(jìn)步，但在模式的空間分辨率、預(yù)報(bào)精度和時(shí)效性以及產(chǎn)品釋用等方面與美軍仍存在較大差距。美國海軍海洋預(yù)報(bào)系統(tǒng)發(fā)展的成功經(jīng)驗(yàn)可以對我海軍海洋環(huán)境保障工作在保障體系、保障方法、預(yù)報(bào)模式開發(fā)和產(chǎn)品釋用等方面起到借鑒作用。