如何解讀降雨概率預報

每天只會下雨或不下雨,你告訴我明天下雨機會率有60%,我應該如何理解?最近台灣出現了「降雨概率」的討論,60%降雨概率是指60%機會下雨,還是60%時間下雨,還是60%面積下雨?

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霧霾天氣與空氣污染

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圖:2021年1月22日早上香港天文台太平山天氣照片(來源:香港天文台)

今日香港空氣質素明顯轉差,從高處看下去有一層灰塵籠罩。

霧(fog)和霾(haze)都是大氣穩定時常見的天氣現象,前者是空氣中的水滴影響能見度,多發生在濕度較高的情況;後者是空氣中的固體微粒影響能見度,多發生在濕度較低的情況,天文台稱為煙霞,有人說名字被美化了。

大氣的穩定性取決於氣溫的垂直分佈,正常情況下,高度越高,氣溫越低,空氣上升,污染物可以擴散;但某些情況下,高空的氣溫反而比地面高,形成穩定狀態,空氣無法上升,污染物被困在地面。

隨著人類經濟活動的發展,經燃料燃燒、工業生產等排放的污染物越來越多,這些污染物主要有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧及可吸入懸浮粒子。其中二氧化硫及二氧化氮屬酸性氣體,可溶於雨水形成酸雨,影響農作物及建築。

至於可吸入懸浮粒子則按固體微粒大小可分為直徑少於10微米的PM10(Particulate Matter),可以經呼吸進入肺部;及直徑少於2.5微米的PM2.5,可以穿過肺部進入血管。PM2.5對呼吸系統及心肺健康的影響比PM10更大。香港大學有研究表示,空氣污染除引致死亡率上升及醫療系統壓力增加外,亦會帶來經濟損失。

聯合國世界衛生組織的空氣質素指引相當苛刻,不同國家及地區則以不同理由(包括政治)設立當地的空氣污染指標。例如美國將污染物濃度轉換成空氣質量指數(Air Quality Index, AQI),而香港環境保護署則將污染物的濃度合併考慮轉換成空氣質素健康指數(Air Qualiry Health Index, AQHI)。假如根據世界衛生組織的標準,香港的空氣質素長期不達標。

香港空氣污染的源頭有幾個:(1)本地污染,主要來自汽車的廢氣排放及使用化石燃料發電產生的氣體;(2)跨境污染,例如跨境汽車使用低規格燃料產生的廢氣;(3)珠三角地區工業發展產生的污染,受風向及天氣情況而影響香港。

2010年3月22日,華北地區受沙塵暴影響,香港的空氣污染指數上升至最高的500。不過沙塵暴屬於自然的空氣污染,起因跟陸地沙漠化有關。

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圖:2010年3月22日香港各區空氣污染指數(來源:環境保護署)

現今資訊發達,市民可自行上網了解及比較世界各地的空氣質素。在空氣嚴重污染期間,市民應避免在戶外長時間逗留,並減少劇烈活動。患有呼吸道及心肺疾病的人士、老人及長期病患者更應留在室內,並注意身體狀況的變化。

漫談結霜

天氣寒冷的時候,市民會前往大帽山觀看結霜,但往往失望而回。有甚麼要注意呢?

結霜是因為空氣中的水汽飽和,多餘的水汽直接轉變為冰(稱為凝華,deposition)的現象。天氣乾燥,為甚麼水汽會出現飽和呢?由於空氣在不同溫度下可容納的水汽量並不相同,溫度越高,可以容納的水汽量越多;溫度越低,可以容納的水汽量越少。

這幾天晚間晴朗無雲、風力微弱,新界北部氣溫下降速度非常快。我們在天氣報告中聽到的相對濕度,就是現時空氣中水汽量與可以容納的水汽量之比。當冬季季候風佔據華南沿岸後,香港受乾燥的大陸性氣團影響,空氣中水汽量漸趨穩定。但當氣溫下降,空氣中可以容納的水汽量減少,分母變小,相對濕度便隨之上升。這時候新界北部的相對濕度明顯較其他地區為高,表示輻射冷卻現象正在進行中,並不是儀器出現故障。

隨著氣溫繼續下降,相對濕度逐漸接近100%,空氣的水汽開始出現飽和,我們將相對濕度為100%時之氣溫稱為露點(dew point)。假如露點高於0度,多餘的水汽就會凝結為露(dew);假如露點等於或低於0度,多餘的水汽就會凝華為霜(frost)。

由於地面溫度一般較氣象站公佈的(十米高)氣溫為低,露和霜一般在地面物件上出現,若物件為深色或金屬(例如私家車車頂),則溫度會更低,露和霜更易形成。現時天文台網站提供打鼓嶺及大帽山的草溫,可以作為結霜的參考。當草溫接近0度而相對濕度接近100%時,農作物就可能出現結霜,天文台便會發出霜凍警告提醒農民注意,以免農作物被凍壞。