如何利用天氣雷達預測天氣

Filed Under (天氣常識) by 香港地下天文台 on 20-04-2019

春夏間天氣多變,此刻天晴炎熱,數小時後卻狂風暴雨,我們可以自行預測嗎?

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圖:2019年4月20日上午9時廣東省天氣雷達拼圖,顯示廣東內陸有一雨帶正在南下・(來源:廣東氣象)

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寒冷天氣與結霜

Filed Under (季候風) by 香港地下天文台 on 09-03-2019

很多人以為,12月是香港最冷的月份。翻開香港30年(1981至2010年)氣候數據,我們發現其實香港最冷的時候,出現在1月下旬(24至29日),天文台的最低平均氣溫在14°C以下。由於天文台位處市區,最低氣溫比較高,新界地區氣溫將比天文台的更低。而1月下旬正是廿四節氣中的「大寒」,非常切合。

翻查過去50年(1967至2016年)資料,香港於全年出現最多寒冷天氣日(日低溫在12°C或以下)的月份為冬季月份──依次為1月(37%)、2月(30%)及12月(21%),共佔了總寒冷天氣日近90%;而其餘約10%出現寒冷天氣日的月份,卻落入春季月份的3月(9%)和4月(1%),以及秋季月份的11月(2%)。

2012年的除夕,天文台錄得最低氣溫只有7.1°C,新界部份地區更只有4°C,是29年來最冷的除夕。天文台更連續2天發出霜凍警告,不少市民早上冒着寒風,登上大帽山或往打鼓嶺,希望一睹結霜。

結霜是指接近地面的水汽(不是水氣)遇冷,在草或樹上結成一層薄冰的現象,跟秋天清晨在草或樹上看到的露珠相似,不同的只是水的形態,前者是固體,後者是液體。

結霜需要甚麼氣象條件配合?除氣溫要低,空氣中的水汽也不能太少,換句話說,天氣太乾燥不利結霜。要評估空氣中水汽的含量,我們可以用相對濕度和露點。

相對濕度(relative humidity)是指在現時氣溫下,空氣中水汽含量與飽和時最高含量的比,為一個分數,我們將其轉化為0至100%,然後在天氣報告中顯示。相對濕度會受氣溫變化影響。假設水汽含量不變,氣溫上升/下降時,由於空氣可容納較多/少水汽,因此相對濕度會下降/上升。這就解釋到為何下午的相對濕度,會較上午為低。

露點(dew point)是指在現時氣壓下,將空氣冷卻至飽和時的溫度,是一個量度水汽含量的絕對指標。只要水汽含量不變,露點就不受氣溫變化影響。在大部份情況下,空氣中水汽未飽和,因此露點比氣溫為低,露點越低,表示天氣越乾燥。

當氣溫下降至接近露點時,空氣中的水汽開始凝結。假如露點高於0°C,水汽會凝結成露(dew,這也是露點的由來);假如露點低於0°C,水汽會凝結成霜(frost)。因此結霜與否,我們不能只參考氣溫,也要參考露點。

天文台近年開始公佈大帽山、打鼓嶺等地的草溫,供市民評估結霜的可能。在天朗無風的晚上,接近地面的氣溫會急速下降,假如草溫跌至接近露點,而露點低於0°C,就有結霜的可能。

蘋果新聞動畫版:https://hk.news.appledaily.com/local/realtime/article/20190309/59332366

寒冷天氣甚麼時候開始?

Filed Under (季候風) by 香港地下天文台 on 03-12-2018

踏入十二月上旬,天氣仍然未算寒冷,是正常嗎?

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厄爾尼諾與拉尼娜

Filed Under (天氣常識) by 香港地下天文台 on 17-11-2018

近年,市民開始關注厄爾尼諾(El Niño)這個氣候學名詞。很多人將極端天氣包括乾旱、暴雨、酷熱及嚴寒等,都歸咎於厄爾尼諾的肆虐。根據美國及澳洲氣象機構的最新分析,現時赤道東太平洋海面溫度持續偏高,年底前出現厄爾尼諾現象的機會相當高。

厄爾尼諾是赤道東太平洋海面溫度持續偏高的現象,每2至7年出現一次,一般持續9至24個月。正常情況下,沿南美洲西岸北上的秘魯寒流為東太平洋帶來較冷的海水,加上東南信風把海水帶往西面,接近海面的海水便由下層較冷的海水上湧補充,造成南美洲西岸秘魯、厄瓜多爾等國家附近海域的水溫較低。這些來自海洋深處的海水含有豐富養分,吸引大批魚類聚集,造就了這些國家的漁業發展。

每年聖誕節前後的二至三個月,厄瓜多爾和秘魯沿海一帶的海域會出現季節性水溫上升的現象,導致海水中的養分減少,影響當地漁穫,當地漁民把這種水溫上升的現象稱為厄爾尼諾。El Niño在西班牙語中有「幼年基督」和「男孩」的雙重意思。當水溫上升持續,我們稱為厄爾尼諾現象。由於厄爾尼諾現象多在聖誕節前後出現,所以又稱聖嬰現象。當厄爾尼諾現象減退,水溫開始逆轉,赤道東太平洋海面溫度持續偏低時,我們稱為拉尼娜(La Niña)現象(圖1)。

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(圖1)與厄爾尼諾(上)及拉尼娜(下)現象相關的大氣環流。澳洲氣象局片段截圖

厄爾尼諾現象對全球天氣有不同影響。由於東太平洋海面溫度上升令氣壓降低,赤道地區東風減弱甚至轉吹西風。東太平洋的海水不再西行,聚集在當地並因日照引發對流,導致雨量增加,東太平洋沿岸地區及中太平洋島國發生水災機會因而上升。另一方面,西太平洋空氣下沉令天氣穩定和雨量偏少,印尼、菲律賓、澳洲北部等地區可能出現旱災。

根據香港天文台研究,當厄爾尼諾現象形成後,香港冬季平均氣溫較正常為高,雨量亦較正常為多。到了春季,氣溫偏高的情況開始緩和,但雨量仍然較正常為多。西太平洋熱帶氣旋形成位置東移及北移,因此進入南中國海機會減少,香港的風季一般在6月或以後才開始。而當拉尼娜現象形成後,東亞地區冬季季候風較正常為強,香港冬季及春季氣溫較正常為低。熱帶氣旋形成位置亦會西移及南移,因此進入南中國海機會增加,香港的風季亦會較早開始。

厄爾尼諾現象除了引致太平洋海面溫度改變外,亦會引致太平洋氣壓場出現變化。氣象學家將這種氣壓變化稱為南方濤動(Southern Oscillation),並以中太平洋的大溪地和澳洲的達爾文之氣壓差界定南方濤動指數(Southern Oscillation Index,簡稱SOI)。南方濤動指數呈負數時表示出現厄爾尼諾事件,正數則表示出現拉尼娜事件(圖2)。

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(圖2)過去50年南方濤動指數變化。美國國家海洋及大氣管理局圖片

雖然厄爾尼諾現象令香港冬季平均氣溫偏高及影響香港熱帶氣旋數目減少,但這並不代表極端天氣不會出現,我們不能掉以輕心。舉例說,2009至2010年為厄爾尼諾年,但2009年11月天文台已錄得9.7°C的最低氣溫。1997至1998年為近年最強的厄爾尼諾年,1997年只有兩個熱帶氣旋影響香港,但當中颱風維克托在香港登陸,令天文台懸掛9號風球。

蘋果日報動畫版:https://hk.news.appledaily.com/local/realtime/article/20181117/58912124

秋末熱帶氣旋的路徑

Filed Under (熱帶氣旋) by 香港地下天文台 on 27-10-2018

9月16日,香港受強颱風山竹吹襲,香港天文台連續兩年發出10號風球,各區錄得的風力亦為近年少見,並造成嚴重破壞。踏入秋末,香港還會打風嗎?

西太平洋是全球熱帶氣旋活動最頻繁的地區,任何月份均可能有熱帶氣旋形成。香港的風季一般為5至10月,不過11月亦可能有熱帶氣旋影響香港(表1)。

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(表1)近年11月引致香港天文台發出熱帶氣旋警告信號的熱帶氣旋。

熱帶氣旋的移動受高空風影響。夏季南海及西太平洋上空受副熱帶高壓脊影響吹東風,熱帶氣旋於西太平洋形成後,在東風引導下,向西移動橫過菲律賓進入南中國海,在廣東及廣西沿岸登陸。山竹就是典型例子(圖1)。

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(圖1)2018年9月15日香港時間上午8時500百帕天氣圖。副熱帶高壓脊位於華中,香港吹東風,山竹位於副熱帶高壓脊以南,向西移動進入南中國海。

10月以後,東北季候風支配東亞及南中國海北部,北緯20°以北上空普遍吹西風(圖2)。熱帶氣旋移至菲律賓以東海域時,開始受高空西風影響,移動路徑急轉,由原來的偏西路徑逐漸轉為北然後東北,趨向日本或日本以南海域,逐漸轉化為溫帶氣旋。

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(圖2)2018年10月15日香港時間上午8時500百帕天氣圖。西風帶南移至華南,香港吹西風,熱帶氣旋無法接近。而副熱帶高壓脊已退至南中國海北部。

不過,假如熱帶氣旋在較低緯度(北緯10°或以南)形成,由於赤道附近高空仍吹東風,因此熱帶氣旋持續向西移動,橫過菲律賓進入南中國海中部,然後在越南登陸。當熱帶氣旋從低緯度進入南中國海時,雖然香港不會受到直接影響,但熱帶氣旋與東北季候風共同存在時會引致南中國海北部的等壓線變得緊密,氣壓梯度增加,因此香港風勢仍會增強,此時天文台可能會發出強烈季候風信號。此外,熱帶氣旋產生的湧浪亦會傳播至廣東沿岸地區,因此雖然天色晴朗,海灘及岸邊仍會出現大浪,市民進行水上活動或在岸邊垂釣時要格外小心。

在少數情況下,假如熱帶氣旋迫近菲律賓時,南中國海北部的東北季候風微弱,高空西風影響的地區偏北,熱帶氣旋就有機會進入南中國海北部,對香港構成威脅,天文台可能需要發出熱帶氣旋警告信號。不過由於南中國海北部的海水溫度已降低,高空西風與地面東風產生垂直風切變,熱帶氣旋會逐漸減弱並消散,或改向西南方向移動,甚少登陸廣東沿岸。

蘋果日報動畫版:https://hk.news.appledaily.com/local/realtime/article/20181027/58834158

玉兔會影響香港嗎?

Filed Under (熱帶氣旋) by 香港地下天文台 on 25-10-2018

超強颱風玉兔昨晚正面吹襲關島,風眼在天寧島上空掠過。根據美國國家氣象局的評估,玉兔的(一分鐘)持續風速接近每小時290公里,是今年全球最強的熱帶氣旋。

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你懂得看Windy嗎?

Filed Under (天氣常識, 熱帶氣旋) by 香港地下天文台 on 20-10-2018

2016年1月強烈寒潮影響華南,香港天文台氣溫跌至3.1°C,香港廣泛地區出現凍雨、冰粒等極端天氣,之前歐美超級電腦甚至預測香港下雪。天文台被批評缺乏預測極端天氣的能力,反應過慢。自此之後,傳媒開始瀏覽超級電腦的預報,自行解讀及預測,官方預報變成二線資料來源。然而,有多少人真的看得懂?

超級電腦利用數值方法及物理模式預測天氣變化,稱為數值天氣預報。跟官方預報不同,數值天氣預報提供的是初步結果,需要經過檢查及修正才能使用,加上大氣的渾沌特性,每次運算結果都不相同,有時差異很大。如果只參考其中一次預報便下結論,很容易出錯。官方預報假如緊貼數值預報,就會經常出現「朝令夕改」的情況,令人無所適從。

以前數值預報只供世界各地氣象人員參考及交流,是一個專業的產品,部分更要收費。隨著資訊開放,互聯網上不少網站都提供免費的數值預報圖表,任何人都可以瀏覽,甚至化身「專家」進行分析。比較著名的網站Windy.com看準了這個趨勢,不斷將圖表改良及加入新功能,現時已變得相當複雜,一般人並不容易完全理解。

Windy最常用的功能是風場及等壓線,利用流線及顏色顯示風向及風速,配合等壓線顯示天氣系統(低/高氣壓),了解世界各地天氣。夏天市民最關心的天氣系統是熱帶氣旋,由於是低壓系統,等壓線會出現緊密的同心圓;加上北半球低壓系統風向呈逆時針旋轉,風場會出現逆時針旋渦(圖2)。

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(圖2)超強颱風康妮的Windy.com風場圖。台灣海峽有橙色大風區,代表受東北季候風影響。康妮的北面風向匯聚,意味該處有一鋒面。

然而不是所有逆時針旋渦都是熱帶氣旋。熱帶氣旋的前身是低壓區,而低壓區結構不佳,風場圖上只看到逆時針旋渦,流線並不圓渾,間距亦不均勻,最強風力只集中在外,不符合熱帶氣旋的結構(圖1A)。當低壓區開始發展,流線會變得圓渾及均勻(圖1B),中心附近出現橙色、紅色甚至紫色的範圍(圖1C),代表強風、烈風及暴風圈,是典型的熱帶氣旋結構。

除了熱帶氣旋,中緯度地區亦經常出現溫帶氣旋(圖1D)。雖然溫帶氣旋也是低壓系統,但結構跟熱帶氣旋不同,風場圖上的流線會出現匯聚甚至明顯風向轉變,代表鋒面的位置(圖3)。

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(圖1)在Windy.com常見的4個逆時針旋渦,分別為 A)季風低壓;B)熱帶風暴;C)颱風;D)溫帶氣旋。

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(圖3)北太平洋同時有兩股溫帶氣旋。靠近俄羅斯的一個,風力較強, 流線在中心東面匯聚,並有紅色大風區;靠近加拿大西岸的一個,風向明顯轉變;兩者均代表冷鋒的位置。

蘋果日報動畫版:https://hk.news.appledaily.com/local/realtime/article/20181020/58783878

北風潮與東風潮

Filed Under (季候風) by 香港地下天文台 on 06-10-2018

上月23日是二十四節氣的秋分。太陽照射位置逐漸南移,華北開始降溫,氣壓上升形成高壓區,即香港天文台天氣報告中的反氣旋。於北半球,空氣從反氣旋中心以順時針方向流出。反氣旋影響的地區,天氣一般會比較晴朗。當冷空氣累積至一定程度,反氣旋增強,氣壓上升,把冷空氣推向華南,形成寒潮。

不過九月份的寒潮主要影響華北地區。冷空氣即使抵達華南通常已減弱,降溫亦不明顯,天文台會以「東北季候風增強」來形容。而在冷空氣南下的過程中,會把暖空氣墊起並推向南方,暖空氣下沉令氣溫上升,因此天氣轉涼前一天可能異常溫暖,甚至吹起南風,出現所謂「回南」的天氣。

香港天文台把影響香港的寒潮分為兩類:

1. 北風潮

當反氣旋中心位於香港西北,香港將吹北風,稱為北風潮。香港每年10月至翌年3月均會受北風潮影響,其中以12月發生次數最多。如北風潮伴有冷鋒,香港的天氣將受冷鋒影響,西部及西北部地區(例如赤鱲角、流浮山等地)首先出現變化:風向轉為北或西北方向,風力增強,可能有雨及雷暴。由於北風或西北風把珠江三角洲一帶的空氣污染物帶來本港,因此天色變得陰暗,甚至變為黃色,空氣質素明顯轉差。

北風潮一般比較乾燥。雖然冷空氣過境後氣溫下降,但天氣迅速轉晴,甚至出現萬里無雲的天氣。當北風減弱,晚上新界部分地區氣溫可能較市區低5至10度以上,稱為輻射冷卻效應。不過並非所有北風潮都帶來天晴乾燥的天氣。1月以後發生的北風潮,常令天氣持續寒冷、天色陰暗及連綿細雨,即香港人俗稱的「濕凍」。在「濕凍」的日子,如地面氣溫或草溫接近冰點,新界及高地更可能出現結霜的現象。

2. 東風潮

當反氣旋中心位於香港東北,大約在上海附近時,香港將吹東風,稱為東風潮。與北風潮不同,東風潮多發生在秋初及冬末。當反氣旋東移出海並在中國東南沿岸形成高壓脊,或較弱的北風潮被南嶺阻擋,改由台灣海峽南下時,東風潮便出現。

由於東風潮經台灣海峽南下,冷空氣受海洋影響變暖變濕,因此東風潮影響香港時天氣多數轉為多雲,東風增強及有微雨,但氣溫下降幅度不及北風潮。小部分東風潮較為乾燥,因此除東風增強外,香港天氣可能無大變化。

秋季開始,反氣旋不斷在華北形成並由西向東移動,因此香港不斷重複受北風潮及東風潮影響,風向由北風順時針轉為東風,然後在下一個北風潮轉回北風。不過有時反氣旋減弱,或快速東移出海,北風潮未及南下,反氣旋便移至上海附近,於是香港直接受東風潮影響。

蘋果日報動畫版: https://hk.news.appledaily.com/local/realtime/article/20181006/58748743

山竹襲港回顧

Filed Under (未分類) by 香港地下天文台 on 22-09-2018

強颱風山竹吹襲香港,喚醒不少香港人颱風可怕之處。刮風的星期日變得特別漫長,雨水不斷從窗縫中打進來,市民都害怕玻璃被強風及硬物擊碎。即使窗戶並不當風,大廈在強風中搖擺,感覺也很不安。

山竹襲港期間,香港天文台發出十號風球長達10小時,僅比1999年約克的11小時為短。山竹為香港帶來的風力遠超近年的十號風球(包括天鴿、韋森特甚至約克)。受城市建設影響較少的橫瀾島氣象站錄得的最高60分鐘平均風速達每小時161公里,而長洲氣象站則為每小時157公里,兩者都僅次於1983年愛倫,排第二位。

熱帶氣旋對香港的影響除了強風,還有風暴潮。鰂魚涌錄得的最高潮位達3.88米,僅次於1962年溫黛的3.96米;同樣,吐露港大埔滘錄得的最高潮位為4.69米,亦僅次於溫黛的5.03米。幸好山竹襲港當天是農曆初七,不是天文大潮發生的日子,否則水位可能再高0.5米,勢必打破歷史紀錄並造成更嚴重災情。

熱帶氣旋對香港的影響有多大,要視乎熱帶氣旋的強度及與香港的距離。強度越高的熱帶氣旋,對香港的威脅越大。一般而言,從西太平洋進入南中國海的熱帶氣旋,強度會在菲律賓以東達到巔峰,進入南中國海後,因接近陸地而逐漸減弱。此外,熱帶氣旋最強風力往往出現在距離中心數十至一百公里的一個環形範圍(亦即風眼壁)內,因此熱帶氣旋於香港數十公里外掠過帶來的風力,往往比正面吹襲更強及持續。山竹就是其中一個例子。

以往當熱帶氣旋接近香港,不少市民第一個問題是「有沒有額外假期?」山竹吹襲之後,部分人或許改觀。現今網上資訊發達,我們可以第一時間得悉數天甚至一星期後的天氣,但亦有不少誇張失實的報道,甚至惡作劇資訊,例如「風球發出時間表」。熱帶氣旋動向千變萬化, 路徑預測隨時間而改變,因此香港天文台沒有能力幾天前預測風球發出的時間。市民收到這類資訊時,應該第一時間澄清,並且不要轉發。

隨著熱帶氣旋靠近,我們應該採取一系列防災減災措施:將容易被風吹倒的物件搬回室內;把可能因水浸損毀的物件搬往高處;在當風的窗戶貼上膠紙;準備適量的食水、乾糧及電池;在家中預留一個安全地方躲避;以及留意最新風暴消息。當天文台發出八號或以上風球時,更應留在家中而不要外出。我們無法抵擋大自然的威力,因此應該抱正確的態度,及早做好預防措施,以減少人命及財產損失。

蘋果日報動畫版:https://hk.news.appledaily.com/local/realtime/article/20180922/58701631

熱帶氣旋的強度與命名

Filed Under (未分類) by 香港地下天文台 on 15-09-2018

西太平洋及南中國海是全球熱帶氣旋活動最頻繁的地區,根據香港天文台統計,每年平均有30個熱帶氣旋形成,其中15個達颱風程度。現時中國內地、香港及澳門均採用同一套熱帶氣旋分級(見表1)。

此外其他國家及地區亦有不同的分級。例如台灣將中心風力每小時63-117公里的熱帶氣旋稱為輕度颱風,每小時118-184公里的熱帶氣旋稱為中度颱風,每小時185公里或以上的熱帶氣旋稱為強烈颱風。美國、日本亦有不同分級。

現時評估熱帶氣旋強度主要靠衛星數據,透過分析熱帶氣旋雲頂溫度及結構,評估熱帶氣旋的中心風力,稱為德伏扎克分析法(Dvorak Analysis)。當熱帶氣旋靠近陸地,氣象機構便根據輔助數據包括雷達及實測風速,修正熱帶氣旋的強度。

為方便訊息發放及避免同一時間有2個或以上熱帶氣旋會造成混亂,當熱帶氣旋增強為熱帶風暴時,會被統一以英文命名。2000年前,負責命名的機構是美國聯合颱風警報中心(Joint Typhoon Warning Center),以男女名字輪流命名。2000年開始,負責命名的機構改為日本氣象廳,名字則由世界氣象組織(World Meteorological Organization)颱風委員會14個成員提供,香港也是成員之一。名單共140個名字,分5組輪流使用,當中包括人名、動植物、地方、星座甚至食物。台灣根據英文名字自行翻譯中文,而菲律賓則有一套本地使用的名字。

不過,由於德伏扎克分析法帶有主觀性,不同氣象機構評估得出的熱帶氣旋強度及分級往往出現差異,而命名權歸日本氣象廳所有,其他氣象機構不得擅自命名,因此在香港天文台的天氣報告中,有時會出現沒有名字的熱帶風暴或有名字的熱帶低氣壓。

假如熱帶氣旋造成嚴重人命傷亡或經濟損失,受影響的成員可在一年內提出除名要求,將熱帶氣旋名字從名單中永久刪除。在2018年的年會中,颱風委員會通過將天秤、啟德及天鴿除名。而提供原有名字的成員需要重新提交3個新名字,於2019年的年會中討論。 提交新的熱帶氣旋名字時有以下準則:

1. 英文名字不能多於9個字母;
2. 在電台及電視台廣播時容易發音;
3. 在各成員使用的語言內沒有負面含義;
4. 不對任何成員構成困難;
5. 不能為商業品牌名字。

因此在準則下,HIPPOPOTAMUS名字太長不能用;BAKA在日文中有負面含義不能用;APPLE為商業品牌名字也不能用。討論時以順序進行表決,如第一個名字獲接納,其他名字將不作考慮。如名字被否決,將考慮下一個名字。當新名字通過後,中國、香港及澳門的代表會共同商議中文譯名,然後知會台灣,如未有反對便正式對外公佈。

蘋果日報動畫版:https://hk.news.appledaily.com/local/realtime/article/20180915/58677267