中国标准化协会
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2023年3月19日发(作者：三一职业技术学院)1
中国标准化协会团体标准
近海海洋环境数值预报模式
编制说明
东营市海洋环境预报中心
2018年11月
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一、工作概况
（一）任务来源
《近海海洋环境数值预报模式》团体标准是由中国标准化协
会批准立项。文件号中国标协【2016】163号。本标准由东营市
海洋环境预报中心提出，中国标准化协会海洋分会归口，东营市
海洋环境预报中心主要起草，国家海洋标准计量中心、中国海洋
大学海洋与大气学院协同参与。曲玉环、吴鑫、王召进、杜辉、
李银忠、于华明、许士斌、秦嗣仁为本标准的主要起草人。
（二）编制背景与目标
海洋环境数值模拟预报通过建立数学模型，实现对特定海域
物理海洋、海洋气象过程乃至其他的海洋环境的数值模拟，从而
形象地推演海洋环境的发生发展过程，并对其发展规律、未来状
况形成客观结论，是目前广泛应用的海洋环境预报方法。由于原
理及适用条件的不同，海洋环境数值模拟模式多种多样，为有效
选择预报海域的适合模式，规范海洋环境数值模拟预报标准体
系，本标准对海洋环境要素数值模拟预报的六种模式进行了介绍
与分析。
（三）主要工作过程
2016年6月，标准起草组参加标准化政策解读及标准化基
础知识培训班；
2016年9月，与中国标准协会签订《协议》；
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2016年11月，开始标准框架和内容的分析和研究，并开展
了标准编写工作。
2017年6月，完成标准征求意见稿；在标准起草过程中，
经研究，将标准名称由“近海数值预报模式”改为“近海海洋环境
数值预报模式”。改名的原因为：在标准立项时的目的是制定近
海海洋环境预报用数值预报模式，为近海海洋环境预报提供参
考，通过改名进一步明确是“近海海洋环境预报”用的数值预报
模式。
2017年6月27日，形成征求意见稿并向中国海洋大学、国
家海洋标准计量中心、东营市各县、区海洋与渔业局等有关部门、
单位征求意见，形成了征求意见处理汇总处理表，例如引言
部分有两处用词不妥当；第3部分的术语和定义不够严谨，
3.1数值模拟中建议改成“以数理基础、计算数学等方法求
解该海域环境要素时、空变化”，3.3数值预报中建议在最后
增加“并具有一定的误差”，3.4开边界的定义需要加入开边
界的概念等。
2018年至今，起草组根据标准征求意见情况开展了积极
讨论，进行修改后形成标准送审稿。
二、标准编制原则和主要内容
2.1标准制定原则
在充分总结和比较了近海海洋环境数值预报模式相关文献、
调研了国内外对近海海洋环境数值预报模式的基础上，参考了
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GB/T19721.1-2017海洋预报和警报发布第1部分：风暴潮预报和
警报发布、GB/T19721.2-2017海洋预报和警报发布第2部分：海
浪预报和警报发布、GB/T19721.3-2017海洋预报和警报发布第3
部分：海冰预报和警报发布、GB/T14914-2006海滨观测规范、
GB/T12763-2007（所有部分）海洋调查规范、HY/T217-2017绿
潮预报和警报发布等国家标准和行业标准。
2.1.1通用性原则：
适用于近海海洋环境数值预报。
本标准针对近海海洋环境数值预报，对六种常规的海洋环境
数值预报模式：海浪数值预报方法、海流潮汐数值模拟预报方法、
单点潮汐潮流模拟预报方法、溢油漂移扩散数值模拟预报方法、
悬浮泥沙漂移扩散数值模拟预报方法，进行了介绍及分析提出了
数值模式的运行条件，数值预报模式的技术要求、海洋环境要素
的数值模型的完善。
2.1.2指导性原则
本标准提出的数值模式的运行条件，六种常规的海洋环境数
值预报模式以及数值预报模式的技术要求、海洋环境要素的数值
模型的完善为海洋环境数值预报提供指导性方法，可为海洋环境
预报与预警的准确度、可靠性提供保障。
2.1.3协调性原则
本标准提出的方法与目前使用的国家标准中的方法协调统
一、互不交叉。对目前使用的标准的有效补充。
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2.2标准主要技术内容
本标准共分为10章，对六种常规的海洋环境数值预报模
式：海浪数值预报方法、海流潮汐数值模拟预报方法、单点潮
汐潮流模拟预报方法、溢油漂移扩散数值模拟预报方法、悬浮
泥沙漂移扩散数值模拟预报方法进行了介绍及分析。本标准选
取目前国内外广泛认可的模型，介绍模型原理、参数设置要求
及数据处理过程，分析其适用条件，强调最终生成预报产品的
规范。本标准为海洋环境要素数值预报提供选择条件，从而进
一步做好海洋环境要素预报工作。内容包括范围、术语和定
义、数值模式的运行条件、海浪数值预报模式、海流、潮汐数
值模式、单点潮汐、潮流预报模式、溢油漂移扩散的数值模
式、悬浮泥沙漂移扩散的数值模式、数值预报模式的技术要
求、海洋环境要素的数值模型的完善。
2.3标准主要内容的论据
目前海浪的数值模拟多基于能量平衡方程SWAN模式，即受
流场影响时只有波作用量守恒，其模式需输入风场、地形数据，
并可与其他波浪模式进行多重嵌套，适合我国渤海、黄海的海浪
数值模拟。海流、潮汐的数值模式种类多样，每种模式从不同原
理出发，各有优劣：POM模式为三维全动力海流模型，适用于不
带浅滩的情况；基于垂向积分的浅水方程组作为控制方程则适用
于水深较浅、滩涂广阔的海域；HYCOM模式适用于全球海洋的大
尺度海洋环流模式。在数值模拟预报工作中，根据不同的预报环
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境，应选择适合的数值模式进行模拟，以确保数据准确度。单点
潮汐、潮流预报模式则通过分析历史观测数据资料计算出各分潮
的参数，再经过调和，预测单点的潮汐、潮流情况。溢油漂移扩
散要考虑物理、化学和生物三个方面，包括海面上的分散、运移、
蒸发、溶解、光分解、生物降解、乳化、悬浮物的吸附和沉积过
程等，其数值模式是一个复杂的多模式嵌套，通过各个分量叠加
预测溢油的移动及扩散情况。悬浮泥沙漂移扩散的数值模式分为
二维、三维两种，其中三维模式考虑到泥沙的垂向变化，精度更
高。
2.4标准工作基础
编写组主要起草单位东营市海洋环境预报中心成立于2006
年8月，成立初期由于相关系统建设严重不足，无法对外发布海
洋预警报产品。随着大量资金及人力的投入，努力建立健全海洋
环境预报减灾体系，自2011年起对外发布东营市近海海洋预警
报产品。2013年起，与中国海洋大学联合研发东营市近海海洋
数值预报系统，建立渤海海洋环境动力模型，其中包括三个海洋
动力核心模块：天气预报模型（WRF）、海浪预报模型（SWAN）、
环流预报模型（FVCOM），并针对东营近海预报需求研发了风暴
潮模块、泥沙模块、溢油模块、海冰模块、水质模块、生态模块、
渔业模块，共十个数值模块。该模型系统于2016年6月建设完
成，并投入业务化运行。至今，东营市海洋环境数值预报模式已
稳定运行两年半，为上级主管部门和广大服务对象提供了可靠稳
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定的、具有较高时间空间分辨率和预报精度的海洋数值预报，自
2016年起累计对外发布海洋警报197期，具体近海海洋预警报
产品如表3-1所示。
表３－１ 东营市近海海洋预报产品
年份海浪警报（期）风暴潮警报（期）短信人次（万）短信条数（万）常规海洋预报（期）
266
25
234
合计
065
（截至日期２０１８年１１月３０日）
三、主要试验（或验证）情况分析
东营市原有的海洋环境预警报系统是根据天气形势图，结合
预报员个人经验，对海洋环境参数进行定性分析及预测。其预测
精度有所不足，且预报人员个人经验对预测结果有较强的影响。
引入海洋环境数值模拟系统后，东营市海洋环境预警报不仅
根据天气形势图，还参考权威组织或机构的天气预报模型、海浪
预报模型等相关海洋环境数值模型，结合预报员个人经验，对海
洋环境参数进行定性且定量的分析及预测。通过试运行，东营市
海洋环境预警报尺度、精度、准确度均有所提高。在尺度上，由
原来的只能进行24h海洋环境预测，到现在在保证预报准确度的
情况下可以进行72h的海洋环境预测。在预报精度上，由原来的
24h预报，到现在的精细化预报，目前可实现每6h进行一次更
精准的海洋环境数值预报。同时，预报人员个人经验对预测精度
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造成影响。试运行期间，东营近海各海洋数值模式结果精确度达
到标准要求：海浪数值模式结果与实际观测相对误差小于25％；
海流模拟流速误差小于±（10～15）cm；流向误差小于±15°；
潮汐（包括单点潮汐预报）模拟值误差小于±15cm；获得溢油监
测数据后1h做出预报，溢油漂移路径预报偏差为±25°，溢油
扩展面积预报相对误差小于20%。
四、标准中涉及的专利情况
无
五、预期目标
我们希望从介绍及分析近海海洋环境数值模拟预报模式着
手，为海洋环境要素数值预报提供选择条件，规范预报产品。
六、采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准
水平的对比情况。
无
七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关
标准的协调性
本标准与我国相关法律法规保持协调一致。在海洋环境预报
方面，尚无近海海洋环境数值预报模式相关的国家标准、行业标
准等，本标准的出现填补了国内标准的空白。
八、重大分歧意见的处理经过和依据
尚无。
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九、标准性质的建议说明
本标准为中国标准化协会标准，属于团体标准,供协会会员
和社会自愿使用。
十、废止现行相关标准的建议
无。
十一、其他应予说明的事项
无。
标准编制组
2018年11月12日