熱帶氣旋海高斯回顧

熱帶氣旋海高斯於2020年8月18至19日影響香港,在香港天文台西南80公里掠過。天文台一度發出九號烈風或暴風風力增強信號。

1. 影響香港的過程

Picture1圖:熱帶氣旋海高斯橫過南海北部的路徑及強度變化(來源:香港天文台)
黑/綠/藍/紅點分別代表熱帶低氣壓/熱帶風暴/強烈熱帶風暴/颱風

一個低壓區於8月17日下午從呂宋海峽移入南海東北部,天文台於8月18日凌晨將其升格為熱帶低氣壓,並於上午3時40分發出一號戒備信號,當時熱帶低氣壓集結在香港之東南偏東約520公里。同日早上,該熱帶低氣壓增強為一熱帶風暴,並命名為海高斯。

日間海高斯以較預期為西北的路徑移近本港,天文台於下午2時20分發出三號強風信號,當時海高斯集結在香港之東南約280公里。一道與海高斯相關的外圍雨帶隨後橫過香港,部分測風站曾短暫錄得強風。海高斯繼續增強,天文台於傍晚將海高斯升格為強烈熱帶風暴。

由於預料香港風力將進一步增強至烈風程度,天文台於晚上10時40分發出八號東北烈風或暴風信號,當時海高斯已移至香港以南約120公里。八號信號發出後,本港普遍風力上升,長洲於午夜起開始受烈風吹襲。

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圖:2020年8月19日早上1時48分的雷達及閃電圖,白色正方形代表閃電發生的位置(來源:香港天文台)

海高斯的眼牆於晚間曾出現「熱塔現象」,出現頻密閃電,雷達圖上的螺旋雨帶更為清晰,顯示結構進一步改善。天文台於8月19日午夜時份將海高斯升格為颱風,並於上午1時30分發出九號烈風或暴風風力增強信號,當時海高斯集結在天文台之西南偏南約90公里。在九號信號發出後,香港西南部地區的風力進一步增強至暴風程度。

海高斯約於上午4時至5時最接近本港,在香港西南約80公里掠過。海高斯在登陸前數小時強度達到巔峰,估計其中心附近最高風速為每小時130公里。海高斯於上午6時左右於珠海金灣區登陸,隨後移入內陸及減弱。

香港的風勢亦逐漸減弱,天文台於上午7時40分改發八號東南烈風或暴風信號,再於上午11時10分改發三號強風信號。香港在中午後已不再受強風威脅,天文台於下午1時20分取消所有熱帶氣旋警告信號。

2. 香港各區風速及熱帶氣旋排名

海高斯吹襲期間,香港天文台八個指定參考測風站中,長洲錄得暴風 (每小時108公里),赤鱲角錄得烈風 (每小時68公里),而啟德及西貢則錄得強風。其他風速站的數據如下:

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圖/表:熱帶氣旋海高斯為本港帶來的風力(數據來源:香港天文台)

八個指定參考測風站最高60分鐘風力平均為每小時46.6公里(10分鐘風力平均為每小時52.6公里),與2007年以來26個令天文台最高發出八號或以上風球的熱帶氣旋作比較,海高斯排行第16位。

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表:2007年以來26個令天文台最高發出八號或以上風球的熱帶氣旋的比較(數據來源:香港天文台)

3. 香港天文台發出九號烈風或暴風風力增強信號的考慮

Picture6圖:2020年8月19日早上1時30分的各區風速圖(來源:香港天文台)

海高斯影響香港期間,香港各區平均風力偏弱,為甚麼天文台會發出九號烈風或暴風風力增強信號呢?九號信號是用來警告香港任何近海平面的地方可能受到颶風威脅,因此熱帶氣旋必須是颱風或以上級別才會發出。但九號信號發出後不一定會發出十號颶風信號,假如香港近海平面的地方最後沒有吹颶風,或颶風只持續了很短時間,十號颶風信號便不會發出。近年例子有2009年莫拉菲、2008年鸚鵡及2003年杜鵑。

香港天文台於8月19日1時30分發出九號烈風或暴風風力增強信號。當時只有長洲、橫瀾及大老山受烈風影響,未有地區吹暴風,跟以往一些「南掠西登」個案(例如2012年韋森特及2017年天鴿),待持續吹暴風然後發出九號信號的做法不同。然而海高斯是一個環流細小及結構緊密的熱帶氣旋,各級風圈(颶風、暴風、烈風)的距離相當短,颶風圈與香港西南部地區只相距數十公里。加上午夜前後香港以南的黃茅洲持續風力於一小時內由烈風增強至颶風,只要海高斯路徑稍有偏差或增強,香港風力亦可能於短時間內急升至颶風程度,因此有需要提早發出預警。當海高斯接近澳門時,澳門友誼大橋的持續風力更於一小時內由強風增強至颶風。

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圖:2020年8月18至19日澳門友誼大橋南峰的風速變化(來源:澳門氣象局)

4. 官方機構強度分析分歧

海高斯接近珠江口時,官方機構的強度分析出現很大分歧,曾出現中國中央氣象台定為颱風但日本氣象廳定為熱帶風暴的情況。熱帶氣旋強度是指近海平面的最高持續風力。不同國家對「持續」的定義並不相同,例如美國採用一分鐘平均風力,中國內地採用兩分鐘平均風力而港澳地區採用十分鐘平均風力。平均時間越短,數值越大。

熱帶氣旋長時間處於海洋上,若海面並沒有觀測數據,則只能透過衛星雲圖,分析熱帶氣旋的形態及雲頂溫度分佈從而評估海面風力,稱為德沃夏克分析法(Dvorak Analysis)。不過德沃夏克分析法帶有主觀性,而各官方機構的分析規則亦稍有不同,強度便有差異。

當熱帶氣旋移近陸地,沿岸的氣象雷達、氣流剖析儀及氣象站便能提供重要風速數據,給官方機構修正熱帶氣旋強度。當熱帶氣旋增強時,會首先在雷達上出現低層風眼,然後才在衛星雲圖出現高層風眼。因此只依賴衛星雲圖作強度分析的日本氣象廳,便會嚴重低估海高斯的強度。

5. 數值及官方預報表現

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圖:官方機構的24小時路徑預報表現(數據來源:香港天文台/中國中央氣象台/台灣氣象局/日本氣象廳/美國聯合颱風警報中心/韓國氣象廳)

海高斯由形成至接近登陸,歐美數值預報表現都欠佳,未能捕捉海高斯的西北路徑及快速增強。海高斯是從高空冷渦發展出來的小型熱帶氣旋,即使在強度巔峰時,暴風圈只有70公里,僅覆蓋香港西南部如長洲,而颶風圈更只有40公里。歐美數值預報模式的網格點(即預報點)相距9至22公里,未能準確描繪海高斯的結構及模擬變化。數值預報是官方機構的重要參考,因此官方預報表現亦欠佳,24小時路徑預報平均誤差介乎102至122公里,較過去五年平均誤差約75公里為高。整體上以台灣中央氣象局表現較佳,登陸位置預測則以香港天文台表現較好,而中央氣象台是唯一在海高斯形成初期便預測以颱風強度登陸的機構,相信與他們的數值預報模式表現較佳有關。

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圖:中央氣象台於8月18日早上3時發出的預報,表示海高斯將以強烈熱帶風暴至颱風強度登陸廣東西部(來源:中央氣象台)

6. 總結

海高斯是一個環流細小而結構緊密的熱帶氣旋,數值預報未能掌握變化,官方機構作出預報時需要以實時數據修正。衛星雲圖分析對快速增強的熱帶氣旋未必有用,而南海北部的風速數據亦需要考慮穩定性及海平面風力換算等問題,只能作為參考。

熱帶氣旋快速增強是近年預報的新挑戰,而環流細小的熱帶氣旋快速增強,殺傷力特別大。不過隨著科技進步,氣象數據的質與量都提高,只要官方機構善用數據並果斷作出預警,相信1973年瑪琪1993年貝姬的事件將不會再發生。