一种基于中等海况法则的全球中上层鱼类渔场预测方法

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一种基于中等海况法则的全球中上层鱼类渔场预测方法
申请号	CN202111594804.5	申请日	2021-12-24	公开(公告)号	CN114330861A	公开(公告)日	2022-04-12
申请人	中国水产科学研究院东海水产研究所; 上海海洋大学;			发明人	张衡; 杨超; 韩海斌; 苏冰; 蒋沛雯; 商宸;
摘要	本发明公开了一种基于中等海况法则的全球中上层鱼类渔场预测方法，包括如下法则：法则1为采用基于多种海况要素的全球中上层鱼类中心渔场的适宜指标筛选；法则2为建立全球中上层鱼类中心渔场的精细化预测指标体系；法则3为风浪对渔场和生产的影响；法则4为找鱼中等海况法则，即水温密集区附近+海面高度线L周边+叶绿素值偏高区是较好的渔场；法则5为各个渔业和渔场找鱼方法不统一原理。各法则之间相互关联，相辅相成。本发明是建立不依赖船位且适合多种中上层鱼类渔场的预报方法，可快捷、方便寻找到高产量的渔场位置，预测分析时间不超过10分钟即可完成，为提高渔业高效生产和降低燃油排放提供重要的渔场决策依据。
权利要求	1.一种基于中等海况法则的全球中上层鱼类渔场预测方法，其特指在于，包括以下步骤： (a)法则1：采用基于多种海况要素的全球中上层鱼类中心渔场的适宜指标筛选，摸清特定渔场的特定海况要素和相应的数值范围，适宜水温区1、适宜洋流区2、适宜叶绿素区3形成适宜的水温、洋流、叶绿素交汇区4； (b)法则2：建立全球中上层鱼类中心渔场的精细化预测指标体系，选取印度洋、太平洋、大西洋等代表性渔场进行精细化预测指标构建；结果发现，鱿鱼钓和金枪鱼钓预测指标有点类似，以水温和海面高度为主要指标，鲐鱼和秋刀鱼有点类似，鲐鱼和沙丁鱼差异比较大，南极磷虾则和大陆架和海冰非常相关；整体来说，全球中上层鱼类渔场海况要素的重要性排名依次是水温、洋流、海面高度、叶绿素； (c)法则3：风浪对渔场和生产的影响，在没有风浪的情况下，当然不考虑风浪对生产的影响，但很多时候风浪变化多端，风浪大点就影响生产，因此需时刻关注风浪对找鱼和生产的影响，特别是北太平洋、西南大西洋、南印度洋和极地，每种渔场的作业安全阈值见表1； (d)法则4：通过长期的找鱼经验和精准预测指标体系的构建，首次提出找鱼普适原理，也叫找鱼中等海况法则：水温密集区附近+海面高度线L周边+叶绿素值偏高区，其中海面高度线L，对于鱿鱼、鲐鱼、秋刀鱼比较适合，而金枪鱼钓则适合于海面高度偏高区，可简单的表述为：沿着合适的海温线去航测，再根据海面高度H中心点或L中心点来缩小渔场范围，再结合叶绿素的浓度较高区来精准定位中心渔场，获得高产； (e)法则5：各个渔业和渔场找鱼方法不统一原理，每种渔业的找鱼法则会有所差异，特别是鱼种生活习性差别大的渔场预测方法不统一，我们发现，鱿鱼和金枪鱼存在共同点也存在一定的差异，主要是水温和海面高度线分布的差异；鲐鱼和沙丁鱼主要水温和洋流快慢的差异；秋刀鱼和鲐鱼围网的找鱼有时会比较一致，但因秋刀鱼分布更广，因此很多时候渔场并不重叠；而南极磷虾和其它渔场均存在巨大差异。 2.根据权利要求1所述的一种基于中等海况法则的全球中上层鱼类渔场预测方法，其特指在于，所述步骤(a)中的水温对于全球渔场至关重要，不同鱼种和不同季节的渔场最适水温会有所差异，对于水温梯度较大的渔场水温对于渔场预测非常关键，而对于水温梯度很小的热带水域渔场则洋流的重要性更大，比如印度洋围网渔场。 3.根据权利要求2所述的一种基于中等海况法则的全球中上层鱼类渔场预测方法，其特指在于，所述水温梯度较大的渔场为北太平洋鲐鱼和西南大西洋鱿鱼渔场。 4.根据权利要求1所述的一种基于中等海况法则的全球中上层鱼类渔场预测方法，其特指在于，所述步骤(b)中的全球中上层鱼类中心渔场的精细化预测指标体系中，所述水温精确至0.2度，所述洋流以25m水层洋流为依据，并根据洋流的涡旋方向作为渔场判别优先因子。 5.根据权利要求1所述的一种基于中等海况法则的全球中上层鱼类渔场预测方法，其特指在于，所述步骤(c)中的各个渔场的最低气象安全阈值并不统一，以秋刀鱼、罩网、金枪鱼围网的风浪阈值较低，以北太平洋鱿钓、大型拖网等渔业的风浪阈值较高。 6.根据权利要求1所述的一种基于中等海况法则的全球中上层鱼类渔场预测方法，其特指在于，所述步骤(d)中的各个渔场的海况要素数值范围并不相同，需结合鱼种和作业方式进行微调。 7.根据权利要求1所述的一种基于中等海况法则的全球中上层鱼类渔场预测方法，其特指在于，所述步骤(d)中海面高度线L为冷涡，特别是北太平洋比较明显，此处洋流流速会略微偏低。 8.根据权利要求1所述的一种基于中等海况法则的全球中上层鱼类渔场预测方法，其特指在于，所述步骤(d)中金枪鱼钓适合的海面高度偏高区为靠近海面高度偏高区H附近。 9.根据权利要求1所述的一种基于中等海况法则的全球中上层鱼类渔场预测方法，其特指在于，所述步骤(e)中各个渔场的找鱼方法并不一致，必须具体渔场具体分析，才能有助于提高预报准确率。
说明书全文	一种基于中等海况法则的全球中上层鱼类渔场预测方法技术领域 [0001] 本发明属海洋渔业渔场预测技术领域，特别是涉及一种基于中等海况法则的全球中上层鱼类渔场预测方法。背景技术 [0002] 海洋包括极地海域蕴藏着极为丰富的中上层鱼类和其它海洋生物资源，但是海洋中并非到处都有可供捕捞的密集鱼群或虾群分布，即广阔的海洋上并不是到处是渔场，特别是对于短期尺度的渔场判断，更是需要考虑多种因素。渔场预测(即俗称找鱼)作为陪伴我们渔民一生的事业，茫茫大海，犹如大海捞针！但是渔民朋友在海上辛苦捕鱼，为我们带来优质的蛋白质来源和蓝色食物，低价且营养价值高，同时也有个困扰就是如何提高产量以及如何找到好的渔场，这是他们的最大心愿。 [0003] 目前船长比较头疼的是找到较好的渔场，因为找鱼大部分的时候都是漫无目的的航行，所以假如有个好的方式可以得到鱼群的位置，实现精准捕捞，不仅可以节约时间还可以节约大笔成本。在探寻一个好的渔场或中心渔场时，往往根据收集的资料、船长经验或历年的前人捕捞经验进行初步判断，而定义其为好的渔场或中心渔场多采用在某一特定的时间段内总渔获量或单位捕捞努力量渔获量高(即大于某个阈值)的区域。 [0004] 目前，渔场预测主要采用水温、叶绿素等海况因子来初步分析，相关的预测方法仍就不成熟，预报模型的实用性很差，渔场预测存在盲目性和失效性，理论和实际很难结合。在生态学上，有个中度干扰假说：认为一个生态系统处在中等程度干扰时，其物种多样性最高。这是由于过度的频繁干扰，不利于处于演替后期的要求较稳定生境的种类生存；而干扰程度很低，由于竞争排除法则，不利于处于演替前期的种类生存。这就给我们一个启示，渔场的形成同样需要中等程度的海况来配合。因此，有必要探寻一种基于海况条件的全球中上层鱼类渔场规律和预测方法，为实现高效、生态渔业生产服务。发明内容 [0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种基于中等海况法则的全球中上层鱼类渔场预测方法，能够归纳和总结全球中上层鱼类中心渔场的适宜环境规律和短期精准预测，为寻找多种渔业中心渔场奠定基础。 [0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： [0007] 一种基于中等海况法则的全球中上层鱼类渔场预测方法，包括以下步骤： [0008] (a)法则1：采用基于多种海况要素的全球中上层鱼类中心渔场的适宜指标筛选，摸清特定渔场的特定海况要素和相应的数值范围，适宜水温区1、适宜洋流区2、适宜叶绿素区3形成适宜的水温、洋流、叶绿素交汇区4； [0009] (b)法则2：建立全球中上层鱼类中心渔场的精细化预测指标体系，选取印度洋、太平洋、大西洋等代表性渔场进行精细化预测指标构建；结果发现，鱿鱼钓和金枪鱼钓预测指标有点类似，以水温和海面高度为主要指标，鲐鱼和秋刀鱼有点类似，鲐鱼和沙丁鱼差异比较大。南极磷虾则和大陆架和海冰非常相关；整体来说，全球中上层鱼类渔场海况要素的重要性排名依次是水温、洋流、海面高度、叶绿素； [0010] (c)法则3：风浪对渔场和生产的影响。在没有风浪的情况下，当然不考虑风浪对生产的影响，但很多时候风浪变化多端，风浪大点就影响生产，因此需时刻关注风浪对找鱼和生产的影响，特别是北太平洋、西南大西洋、南印度洋和极地，每种渔场的作业安全阈值见表1； [0011] 表1全球中上层鱼类渔场的作业安全阈值 [0012] (d)法则4：通过长期的找鱼经验和精准预测指标体系的构建，首次提出找鱼普适原理，也叫找鱼中等海况法则：水温密集区附近+海面高度线L周边+叶绿素值偏高区，其中海面高度线L(即通常说的冷涡，特别是北太平洋比较明显，此处洋流流速会略微偏低)对于鱿鱼、鲐鱼、秋刀鱼比较适合，而金枪鱼钓则适合于海面高度偏高区(即靠近海面高度偏高区H附近)。可简单的表述为：沿着合适的海温线去航测，再根据海面高度H中心点或L中心点来缩小渔场范围，再结合叶绿素的浓度较高区来精准定位中心渔场，获得高产； [0013] (e)法则5：各个渔业和渔场找鱼方法不统一原理。每种渔业的找鱼法则会有所差异，特别是鱼种生活习性差别大的渔场预测方法不统一。我们发现，鱿鱼和金枪鱼存在共同点也存在一定的差异，主要是水温和海面高度线分布的差异；鲐鱼和沙丁鱼主要水温和洋流快慢的差异；秋刀鱼和鲐鱼围网的找鱼有时会比较一致，但因秋刀鱼分布更广，因此很多时候渔场并不重叠；而南极磷虾和其它渔场均存在巨大差异。 [0014] 作为优选实施例，所述步骤(a)中的水温对于全球渔场至关重要，不同鱼种和不同季节的渔场最适水温会有所差异，对于水温梯度较大的渔场水温对于渔场预测非常关键 (如北太平洋鲐鱼和西南大西洋鱿鱼渔场)，而对于水温梯度很小的热带水域渔场则洋流的重要性更大，比如印度洋围网渔场； [0015] 作为优选实施例，所述步骤(b)中的全球中上层鱼类中心渔场的精细化预测指标体系中，所述水温精确至0.2度，所述洋流以25m水层洋流为依据，并根据洋流的涡旋方向作为渔场判别优先因子； [0016] 作为优选实施例，所述步骤(c)中的各个渔场的最低气象安全阈值并不统一，以秋刀鱼、罩网、金枪鱼围网的风浪阈值较低，以北太平洋鱿钓、大型拖网等渔业的风浪阈值较高； [0017] 作为优选实施例，所述步骤(d)中的各个渔场的海况要素数值范围并不相同，需结合鱼种和作业方式进行微调； [0018] 作为优选实施例，所述步骤(e)中各个渔场的找鱼方法并不一致，必须具体渔场具体分析，才能有助于提高预报准确率。 [0019] 中等海况找鱼法则就是寻找海况有中度干扰的情况，渔场会好点，即我们常说的海面高度线较为密集点，洋流稍微快点，叶绿素稍微高点。但都不是最快最好，最慢最好。 [0020] 由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果： [0021] 1、采用中等海况法则首先要掌握每个渔场主捕鱼种的最适海况条件，并根据重要性因子排序对海况进行甄别，有助于降低干扰因素； [0022] 2、根据可视化的海况要素直观地查看各种海况要素的数值大小，以中等数值作为合适的海况进行渔场的寻找，并以水温、洋流和叶绿素为主要因子进行适宜的渔场筛查和确定； [0023] 3、采取上述方案可以快速的锁定中心渔场，用时只需10分钟，且能对全球中上层鱼类渔场进行预测，具有普适性，因而大大地提高了生产效率，降低了盲目探鱼的时间。附图说明 [0024] 图1为本发明法则1的中心渔场的适宜指标筛选和法则4的渔场中等海况预测示意图。 [0025] 图2为本发明各个渔场的海况要素的重要性和指示因子的关系图。具体实施方式 [0026] 下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。 [0027] 如图1和图2所示，一种基于中等海况法则的全球中上层鱼类渔场预测方法，包括下述步骤： [0028] (a)法则1：水温是渔场最为重要的环境因素，洋流、海面高度、叶绿素也是重要因素。在众多的环境要素中，水温是最重要的，特别是表温，俗话说水温是一条线沿着这个线再找水温拐弯的地方。但每种鱼的渔场的适合水温会每月发生变化，找到合适的水温非常关键。但是水温因为有密集区和拐头的位置，这里是很关键的区域，各种渔场基本都适应 (图2)。当然海面高度也很关键，这个很多渔民均没有注意，因为这个可视化的图集和软件非常少，渔民关注的也很少。大多数渔场是喜欢流速不太高的位置，而沙丁鱼喜欢流速大的区域。叶绿素也是一个相对高的区域会有鱼，这也是可以参考的因素，但问题是叶绿素值很难精确模拟，遥感的叶绿素会经常缺失，故有时渔民也不看。 [0029] (b)法则2：精细化渔场预测指标体系。精细化很关键，有时拼的就是零点几度的水温或者零点几节的洋流流速。渔场中有时两船相距2海里产量可以相差2‑5倍。因此精细化的海洋环境对于找鱼很重要，建立各个渔场的找鱼指标体系很关键。我们已经发布了世界上各个渔场的找鱼指标参考，有些渔场基本差不多，但有些鱼种渔场差别很大。一般来讲，鱿鱼钓和金枪鱼钓有点类似，鲐鱼和秋刀鱼有点类似，鲐鱼和沙丁鱼差异比较大。南极磷虾则和大陆架和海冰非常相关。大西洋公海底拖网则和大陆架的深度和底质非常相关。有了精细化的海洋环境，还需要比较准确，目前来看，日本水温图是比较准确的，海洋模式数据也是不错的，但海洋模式在个别时段的水温分布会偏低或偏高，因为其需要实测数据进行校正。 [0030] (c)法则3：气象对找鱼的影响。气象是找鱼的重要参考，在没有风浪的情况下，当然不考虑风浪对生产的影响，但很多时候风浪变化多端，风浪大点就影响生产，因此得时刻关注风浪对找鱼和生产的影响，特别是北太平洋、西南大西洋、南印度洋和极地。比如北太的10月以后，每天的风浪可能是2‑4米，有时渔场的这边可以生产，而那边不能生产，有时是白天风大，晚上风小，船长必须随时注意风浪安排生产。总体来讲，对风浪要求比较高的是秋刀鱼、敷网、罩网、金枪鱼围网等，船长必须随时查看风浪图和分布动态。理论上，风浪越大，鱼会在风前风后发生聚集形成大网头。但风大超过一定阈值就会使得鱼群游向深水区，从而造成产量下降，也会影响船舶安全。 [0031] (d)法则4：找鱼普适原理。通过长期的找鱼经验和精准预测指标体系的构建，首次提出找鱼普适原理，也叫找鱼中等海况法则(图1)：水温密集区附近+海面高度线L周边+叶绿素值偏高区，其中海面高度线L(即通常说的冷涡，特别是北太平洋比较明显，此处洋流流速会略微偏低)对于鱿鱼、鲐鱼、秋刀鱼比较适合，而金枪鱼钓则适合于海面高度偏高区(即靠近海面高度偏高区H附近)。可简单的表述为：沿着合适的海温线去航测，再根据海面高度的H或L来缩小渔场范围，再结合叶绿素的浓度较高区来精准定位中心渔场，获得高产。当然不同的渔场或渔业对于该法则的适应条件是不一样的，会有一定的差异。适当的风浪对于渔场的形成也是很有必要的。 [0032] (e)法则5：各个渔业和渔场找鱼方法不统一原理。每种渔业的找鱼法则会有所差异，特别是鱼种的生活习性差别大的渔场。我们发现，鱿鱼和金枪鱼存在共同点也存在一定的差异，主要是水温和海面高度线分布的差异；鲐鱼和沙丁鱼主要水温和洋流快慢的差异；秋刀鱼和鲐鱼围网的找鱼有时会比较一致，但因秋刀鱼分布更广，因此很多时候渔场并不重叠。南极磷虾和其它渔场均存在巨大差异。 [0033] 表1全球中上层鱼类渔场的作业安全阈值 [0034] [0035] [0036] 总体来说，法则1、法则2、法则4和法则5之间是相互连贯的，有时需综合考虑来进行渔场预测。而法则3更多考虑的是生产安全方面的因素。 [0037] 实施例： [0038] 本发明将该理论整合成“中等海况找鱼法则”思想，一是为了渔业更好的发展，帮助渔民快、准、狠地找到鱼，二是带来找鱼新技术，提高效率，降低燃油排放，降低碳排放，保护生态环境，实现生态友好型地渔业生产。下面以印度洋围网为例进行阐述： [0039] 首先，系统整理印度洋围网海域渔场与水温、洋流、海面高度、叶绿素等要素的规律，认为该渔场预测的海况要素主要是洋流、海面高度、叶绿素，而水温相对不重要； [0040] 其次，由于水温在整个渔场区的空间差异比较小，故在每日的渔场预测中难以发挥作用，需要根据洋流的空间分布特征进行判断渔场，以中等流速(0.2‑0.6节)较佳；从海面高度等值线来看，中等范围的海面高度形成渔场的可能性大，特别是对于鱿鱼来说。 [0041] 最后，结合叶绿素浓度的空间分布，寻找中等数值或浓度的洋流、海面高度、叶绿素交汇区可较为准确的判断短期渔场，准确率也较高。例如，2021年11月26日，根据本发明的中等海况法则，预测在北纬19度16分、东经62度23分周边15海里是较好的鱿鱼渔场，渔获量为每天10吨多，印度洋围网船根据预报图开始向此处聚集。 [0042] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。