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拿骚事故的溢油监测与预测

摘要

2002年11月13日，拿骚的威望号坦克船造成漏油事故在加利西亚（西班牙西北海岸）在一场暴风雨中。船先行驶到了北方，后来向南，而燃料继续泄漏。在这一点上的溢油数量估计约为10000吨。11月19日，在利西亚银行南端拆分的船只将要沉没，在距加利西亚海岸133海里，3500米深的海水中溢出约11000吨油。漏油事件在沿加利西亚海岸和比斯开湾造成了巨大的损害。近岸监视办公室由加利西亚政府（渔业和海洋事务部，加利西亚政府）的渔业部创建。人们也是从加利西亚地区气象系统业务和西班牙海洋研究所招募的。主要的目的是监测和附近的加利西亚海岸的浮油的预测。11月30日，主要泄漏到达加利西亚，破坏大部分的海岸。溢油的运动是由飞越及其路径进行了不同模型的预测。表面风的漂移和海洋电流的组合显示了协议的意见。

1 漏油区简介

加利西亚海岸位于西班牙西北部，介于41和45ordm;N，9ordm;和6ordm;W（图1）。该地区的气候是典型的大西洋，冬天潮湿和清爽的夏天很受位置的亚速尔高压影响。因此，风力主要是在冬季和夏季东北部。由于这些配置和它作为一个西海岸的位置，这个区域是靠近加那利群岛的葡萄牙北部边界的上升流系统。在春末和夏季，上涌顺风典型ENACW（东部北大西洋中部水）是上涌（弗拉加，1981），补充营养。

这一特点和复杂的海岸有很多入口命名RIA使加利西亚成为世界上最有生产力的渔业和水产养殖领域之一（布兰顿等，1984）。这海岸也是一个主要的旅游目的地，以其生态价值而闻名。位于河口口小岛组成的大西洋群岛国家公园。尽管如此，这一地区经历过着强烈的海上灾难，已经经历了几次重大的石油泄漏在过去的几十年中，例如，在1976和1992的爱琴海乌古拉。

图1 研究区

2002年11月13日 下午2点UTC时间，伴随着严重的飑线的通道 ，在距加利西亚海岸月30海里的地方，老坦克轮船命名为威望载有约77吨燃油开始泄漏（雪松，2002年）。11月13日和14之间，船几乎是在大约4英里从海角菲斯特拉海岸。考虑到严重损坏的最终风险，该船已从海岸移走了。然后前往西北直到11月15日当它已离海岸60英里。从这一点出发，进行向西南，传播漏油成长的“燃料前”正是向西方，暴露在大西洋海岸的加利西亚。而第一燃油泄漏已经搁浅在就是在11月19日UTC时间油轮一分为二的加利西亚海岸约130英里，约20000吨燃油泄漏。中午时分，船沉没在约3500米的深度。在接下来的几天里，燃料油游向东的西风驱动和到达加利西亚海岸。之后，主要的泄漏仍然从加利西亚和葡萄牙海岸，然后继续移动到坎特伯海。

船只沉没后，燃料罐中的燃料泄漏，通过在船体的违反。最初的流量为125吨/天进行了测量。这一数额开始为法国潜艇鹦鹉螺号上减少堵孔。到12月26日，然而，超过4000吨的石油泄漏出来的船只，并产生了一个严重的二次泄漏。这是由很多的形式，不能从飞机上看到的形成。这第三个石油泄漏流量减少到2吨/天，到2月29日。

在下一节讨论的加利西亚地区政府建立近岸监视办公室和监测的目的是解释和预测。然后描述了不同的泄漏的运动。下一节讨论的监测工作，并提出了预测的结果。随着有了这方面的经验，论文结束。

2 监测预报系统

从事故的第一阶段开始，不同区域机构开始对漏油事件的监测和预测工作。加利西亚气象服务(MeteoGalicia) 和maretec组（高等技术学院，是里斯本）开始使用气象(ARPS)和海洋模型 (MOHID2000)连接到拉格朗日模型来预测浮油的位置。此外，加利西亚政府的渔业部（渔业和海洋事务部，加利西亚政府）促进近岸监控办公室的设立（UOP）（观察组下一步）。该机构从渔业和海洋事务部，MeteoGalicia和海洋学和西班牙研究所由西班牙多家机构和机构及其他国家，如葡萄牙、法国和英国的帮助。该UOP的主要目的是监视溢油操作性预测其附近的加利西亚海岸的演变，以帮助应对危机。

2.1 监视系统

要监视溢油的UOP获得的两架直升机和几艘直接观测tarmats。将其用SASEMAR协调（西班牙保障机构），渔民和志愿者分享飞越过程中获得的信息。所有这些信息进行分析和过滤，以避免对应不同的观测补丁重复。所有这些信息（观察，种补丁，飞越路径）都是在一个地理信息系统(GIS)中输入的，以获得一幅图，用于管理危机，并预测漏油事件的发生。

监测包括飞机和船只在海面溢油的观察以及搁浅的地面团队观察sasemar油，这个信息是在一个网站上每天两次提供给公众的 (http://www.ccmm-prestige.cesga.es). 信息发布在格式：地图和文本，指定的位置，程度，修补程序类型和损坏的区域。

2.2预测系统

为了预测溢油运动，UOP使用不同的溢油数值模式输出，如mothy从法国气象局（丹尼尔等.，1998）和葡萄牙水文研究所。其中，两种开发模型maretec和meteogalicia。最简单的是一个漂移模型，涉及到使用数值气象模式ARPS预测及表面风的轨迹计算。通过考虑其速度约为3%的表面风模块与相同的方向，得到的轨迹。最复杂的模型，meteomohid，由一个单向耦合的气象与海洋学模型MOHID ARPS模式。为了获得石油的轨道，一个拉格朗日MOHID模块是用于连接到meteomohid预测。每当浮油的新职位是可利用这些模型运行。

ARPS模式被选择，因为它的非静力动力学，广义的地形坐标，及其嵌套的能力，这是非常适合的加利西亚地区的复杂性。ARPS模式也被用来测试和操作在加利西亚和欧洲西南部几年来meteogalicia (http://meteo.usc.es)。对Arps方程包括守恒方程动量、热量、质量、水物质（水蒸气、液体和冰），亚格子尺度（SGS）湍流动能（TKE），和湿空气的状态方程。更多细节上的模型配方，可以发现在薛等。（2000）、踢球等。（2003）。

对于这个特定的应用，嵌套设置允许流动的分辨率在两个尺度：当地的地形特征，在10公里的细网格的影响，和中尺度环流（特别是那些从大西洋洋coldfronts通道）由50公里的粗网格。每一天，ARPS模式从一个增强的12小时预报的NCEP房室模型并运用也得到了来自NCEP房室模型在一三小时的间隔在粗网格覆盖30003000平方公里区域的边界条件。细网格覆盖430平方公里的面积是430嵌套在粗网格域。在纵向上具有30的sigma-Z水平，延伸至18公里。精细网格使用它自己的更高分辨率的地形逐渐过渡到粗网格地形的边界区域，以提高解决方案之间的匹配。

该MOHID模型最初是由里斯本技术大学maretec集团开发，葡萄牙（高等技术学院）。这种模式已经显示出它的能力来模拟复杂的沿海和河口流动（马丁等人，2001，科埃略等人，2002年）。在其申请，在加利西亚河口水动力以前的一些工作已经成功地在这些RIA主要观测特征的循环再生(Taboada et al., 1998, Montero et al., 1999, Goacute;mez-Gesteira et al., 1999, Ruiz-Villareal et al., 2002). 该模型解决了三维不可压缩的原始方程。流体静力平衡的假设以及Boussinesq近似。该模型还解决了盐度和温度的传输方程。具体的质量计算公式为温度和盐度的函数，由联合国教科文组织状态方程。垂直涡流粘性/扩散是使用从通用海洋湍流模型（. Burchard等人，1999年）在MOHID注册成立的，选择了一个封闭的湍流模型确定。该模型采用有限体积法离散方程（chippada等人，1998年，马丁等人，2001年）。水动力模块的MOHID耦合与溢油的拉格朗日传输模块。

这种集成的数值工具，用于执行2种类型的模拟。第一种类型的目的是确定海岸带能被油污附近的加利西亚海岸观察的影响。这些模拟进行了一个水平的网格与一个最低水平的步骤，2公里和20个笛卡尔层在垂直。横向领域进行垂直方向的41.5ordm;–43.5ordm;N和10ordm;–8ordm;W，浅层的最小厚度10厘米。该模型是被迫与大气通量预测领域的ARPS模式设置。十一月的气候概况海上加利西亚（11ordm;W，42ordm;N）为初始条件和没有水平密度梯度被录取。这一次，规模模拟的顺序为2至3天。

meteomohid模型被用来研究溢油从声望下沉之前，在海洋底部的小泄漏泄漏相关的注册。在这种情况下，横向覆盖面积为40.5ordm;–44ordm;N和12ordm;–8ordm;W. 一个恒定的水平空间步长为10公里被录取。的垂直离散，初始密度场条件，边界条件和大气强迫的小规模的模拟描述的相同。在这种情况下，一个持续的排放量应该自天的威望下沉的目的是确定可能的沿海地区受漏油造成的容器泄漏的影响。在这两个模拟中，辐射边界条件被录取。然而，进行了解溶液如边坡目前大型过程的灵敏度。流场密度梯度的十一月气候被迫添加直线解大气通量强迫（Levitus和博耶，1994）。这些大型流场在项目该框架旨在研究沿海和深海之间的碳通量产生（科埃略等人，2002年）。

3进化与预测

为了解释石油泄漏的路径，它被分为三部分或泄漏。第一次泄漏发生在11月13日之前，船在2和对应于燃料的光滑时，船前往北方，然后向南。二次漏油事故发生在20000吨左右的船舶发生断裂。最后一次泄漏是从沉没的油轮泄漏通过船体的光滑。

3.1第一次溢出

2002年11月12日，深深的沮丧在英国的西南部，与延伸至伊比利亚半岛的深槽。在接下来的24小时，抑郁跟踪南成为刚刚成立的爱尔兰西部，有一个活跃的冷锋来临的伊比利亚半岛西北。上层流存在相当强，所以这个活动前加利西亚（西班牙西北）交叉在早上。此外，在12月13日，一次低中心经历了一个快速深化加利西亚向东北移动，创建在下午的加利西亚海岸上严重的狂风西。高突发的西南风超过100公里/小时的加利西亚省气象站报道，如城墙（135公里/小时），M.大curra（122公里/小时），肺oacute;N（117公里/小时）和城市（112公里/小时）（balseiro等人，2003）。

2002年11月13日，在14h15 UTC，一艘巴哈马，单壳油轮“信誉拿骚，77000吨重油M-100（俄罗斯分类），发出SOS警报从30海里以外的斗篷菲斯特拉，加利西亚，西班牙西北部。船体损坏，开始漏油。M-100油具有相对高的密度（99 kg/m3），接近水的密度，和一个强大的粘度（611厘泊50ordm;C，30000在15ordm;C）。它具有较低的蒸发率和自然扩散和易与水混合，形成一个极其粘稠的“摩丝”（中，2002）。

16:00 UTC，西班牙领空监测溢油。在白天和夜间的未来，船漂流接近4英里范围内的木匣的海岸。到这个时候，3000吨的燃料泄漏，在11月16日早上到达加利西亚的海滩。那艘船是向西北方向的。 11月15日在上午8:10 UTC，当船从60英里约43ordm;45N 10ordm;15W，它改变了它的方向朝向南方，11月16日，向西南（图2）。

图2 荣誉课程（时间在UTC）

在这一过程中，船洒了超过6000吨的燃料。当时的风是7米/秒，除了在11月16日和17，当风吹从北方的西部组分。11月17日，一个ENVISAT ASAR欧空局卫星图像后的容器（图3）的过程放慢到非常大的浮油。

在10:00 UTC11月18日，信誉是在42°26n 11°24W，从普菲斯特拉超过100海里。此时，法国领空表明船舶不漏水。11月25日，第一个泄漏通过加利西亚北部的海角，触摸一些海滩在这个区域后。在沿加利西亚西海岸的船只航向的补丁尽管去西北海岸和南部的加利西亚，即里亚斯贝克萨（最有生产力的部分），是安全的。这次泄漏到比斯开湾在西班牙北部，在接下来的几天。

3.2二次泄漏（主要）

在11月19日上午7:00 UTC 油轮一分为二的加利西亚海岸约130英里，在42°15N 12°08W。在10:45 UTC，该船沉没在加利西亚银行的南部边缘的后部（42°12.6n 12°03.0#39;w）在3545米的深度。在15h18 UTC，前面的部分沉没，3.5公里（42ordm;10.8 N 12ordm;03.6w）从尾部在3820米的深度（CSIC，2002）。船破了，20000多吨的燃料被洒了。这个新的光滑的被称为二次或主要泄漏。

为了了解这次漏油事故发生的情况，在船发生事故后的几天里，一个简短的气象说明。图4显示模块和风的方向，在科鲁韦多气象站测得，相比于Arps预测。

11月19日后的第一天，风很轻，与东风分量。在接下来的2天里，主要的泄漏并没有显著地移动，但显示了一个惯性振荡，传播的光滑。从11月20日的中午，风力迅速增加至12米左右，其主要方向为西南部。这表明主要浮油开始走向与速度约17海里每天东。泄漏与风的方向相同。仿真结果表明，考虑到3.3%的风漂移，最密集的部分的光滑的运动是相当不错的描述。泄漏包括大量的大补丁，占10%的总表面的光滑。图5显示了最密集的部分的光滑，因为它向海岸移动。

在11月24日和25日，石油泄漏运动几乎停止，而风电模块减慢。它开始向东北在接下来的几天，当风成为南风高。飞越观察显示与主区污染区（头）由乳化棕色斑块油干草后面。在这几天里，由于在该地区的4米高的海浪汹涌海浪，响应的船只无法从海上的海面上移除石油。

11月28日，一次二次石油在南部的头被观察到。很多新tarmats出现在接下来的日子里。这部光滑的位置是非常令人惊讶的考虑到风吹来自西南和当地的向北电流在冬季。

在11月30日至12月1日的晚上，主溢油到达加利西亚海岸北部海角菲斯特拉。风变为NW和成为光12月1日，浮油保持的加利西亚海岸。因此，在接下来的几天里，新的南方浮油影响南部的加利西亚，污染大西洋群岛国家公园。这个公园是由几个小的岛屿，位于河口口，具有很高的生态价值。奇怪的是，油不进入里亚斯贝克萨，苦难中对海岸尽管压缩。受灾最严重的沿海地区与周边地区普菲斯特拉，即歌诗达·莫特和江口科尔库维翁

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