熱帶氣旋的各種移動路徑

Filed Under (熱帶氣旋) by 香港地下天文台 on 28-07-2018

氣象學裡一個基本概念,就是天氣系統的尺度(scale)。尺度越大的系統,影響範圍越大,持續時間越長,準確預測的能力也越高。

熱帶氣旋的尺度只有數百至千多公里,受其他較大尺度的天氣系統影響,就如把乒乓球放入水流中,乒乓球將隨水流移動,此時的水流便稱為引導氣流(steering flow)。太平洋副熱帶高壓(簡稱副熱帶高壓或副高)的尺度達數千公里,較熱帶氣旋為大,就是供引導氣流的一個重要天氣系統。

熱帶氣旋在副高的南側或西南側形成並沿着副高的邊緣移動,因此副高的位置直接影響熱帶氣旋的路徑。冬季副高的脊線(即中軸)約在北緯15度,熱帶氣旋向西移動影響越南。六月脊線北跳,熱帶氣旋開始影響華南沿岸,香港進入風季。到了八月,脊線到達北緯30度,熱帶氣旋影響華東及韓國一帶。九月開始脊線南移,香港進入風季的第二個高峰期。到了十月,脊線回到北緯20度,熱帶氣旋又回復西進的路徑,香港的風季結束。

有時熱帶氣旋會突然改變移動方向,原因是受另一天氣系統影響,令引導氣流改變有關。例如於初夏及深秋熱帶氣旋移至副高西或西北側,遇上高空西風帶時,西風帶將成為新的引導氣流,令熱帶氣旋由原來西北路徑轉為東北路徑,稱為轉向(recurvature)。

九月開始,副高南移及東退,加上東北季候風南下,經常引致引導氣流不明顯,令熱帶氣旋移動緩慢甚至近似滯留(quasi-stationary),數值預報也朝令夕改未能準確預測。

當熱帶氣旋橫過山脈時,移動方向會出現短暫波動,甚至在山脈的背風坡形成副中心(secondary centre)。例如當熱帶氣旋橫過菲律賓時,移動方向可能由原來的西北偏西轉為西,橫過菲律賓後再轉回西北偏西。當熱帶氣旋橫過台灣時,受中央山脈影響,熱帶氣旋中心可能無法通過,在山脈的背風坡形成新的中心。

西太平洋是全球熱帶氣旋最活躍的地區,經常同時出現兩個或以上的熱帶氣旋。當兩個熱帶氣旋相距少於1200公里時,熱帶氣旋之間或會相互作用,影響彼此的移動路徑,稱為藤原效應(Fujiwhara Effect)。藤原效應在熱帶氣旋呈東北-西南位置時最明顯。兩個熱帶氣旋逐漸靠近,環繞一個中心點作逆時針旋轉,較強的熱帶氣旋旋轉較慢,較弱的熱帶氣旋旋轉較快,然後逐漸遠離。藤原效應發生時,熱帶氣旋往往出現向南、向東或打圈等不尋常路徑,預報相當困難。假如兩個熱帶氣旋相距少於500公里,較弱的熱帶氣旋更可能被捲入較強的熱帶氣旋環流內減弱消散,但較強的熱帶氣旋不會因此增強。

蘋果日報動畫版:https://hk.news.appledaily.com/local/realtime/article/20180728/58488927

薩拉熱窩的情人與氣象局(上)

Filed Under (一般) by 香港地下天文台 on 26-07-2018

「是對青春小情人,眼睛多麼閃又亮,像晴天留住夏天……」

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熱帶氣旋帶來的災害

Filed Under (熱帶氣旋) by 香港地下天文台 on 21-07-2018

一般人認為,熱帶氣旋帶來的災害是破壞性風力。1805年,英國人弗朗西斯 • 蒲福根據風對陸地的破壞程度及海面情況將風力分為0-12級,這個分級其後被世界氣象組織接納成為標準,稱為蒲福氏風級(Beaufort Scale),一直使用至今。個別地區更將12級以上的風力再分為13-17級,但並非世界氣象組織標準。

風力要多大才會造成破壞?當風力達6-7級(強風,風速每小時41-62公里)時,大樹枝搖擺,戶外張傘有困難;當風力達8-9級(烈風,風速每小時63-87公里)時,小樹枝折斷,人向前行阻力甚大;當風力達10-11級(暴風,風速每小時88-117公里)時,大樹連根拔起,建築物出現損毀;而風力達12級(颶風,風速每小時118公里或以上)的情況在陸地上甚少出現,必定造成嚴重破壞。天文台的熱帶氣旋警告系統就是用來警告香港可能出現之風力,三號強風信號、八號烈風或暴風信號及十號颶風信號分別代表以上等級的風力。

當熱帶氣旋形成後,我們要留意它的等級及風力變化:熱帶低氣壓中心最高持續風力只有6-7級;熱帶風暴中心最高持續風力為8-9級; 強烈熱帶風暴中心最高持續風力為10-11級; 而颱風中心最高持續風力為12級。換句話說,只有當熱帶風暴非常接近香港,或強烈熱帶風暴或以上等級的熱帶氣旋吹襲香港,才有機會引致天文台發出八號烈風或暴風信號。

除了破壞性風力,熱帶氣旋還會帶來大雨,造成水浸、山洪暴發、山泥傾瀉甚至房屋倒塌,引致傷亡。當熱帶氣旋登陸後,能量開始被釋放,雨勢加劇並夾雜著猛烈陣風,俗稱「風尾」。這現象尤其以香港轉吹西南風時更為常見。台灣的中央山脈阻擋氣流通過,空氣被迫往上升,往往帶來暴雨,造成嚴重災情,比風力的影響更大。

當熱帶氣旋由遠方海面接近,本地天氣可能仍然良好,但海面其實暗藏殺機。熱帶氣旋在海面移動時,會產生湧浪(swell)又稱長浪,由於波長較長,浪高不明顯,在岸上的人士不易察覺。但當湧浪接近岸邊時,由於海床變淺,海浪會突然升高並撲向沿岸,令水上活動或垂釣人士遇溺甚至被沖走。因此即使天文台發出一號戒備信號,我們亦不能掉以輕心。

然而,熱帶氣旋最大的災害是風暴潮(storm surge)。風暴潮並非一般的海浪,而是熱帶氣旋中心附近氣壓降低令海平面上升,再配合風向及天文大潮等條件令海水湧向沿岸,猶如海嘯。熱帶氣旋越強,風暴潮越明顯。2013年超強颱風海燕吹襲菲律賓,以至去年超強颱風吹襲澳門,均造成嚴重風暴潮及傷亡。過往香港亦曾多次出現嚴重風暴潮(例如1962年溫黛),而隨著近年全球暖化,海平面有上升的趨勢,風暴潮對香港的威脅不容忽視。

蘋果日報動畫版:https://hk.news.appledaily.com/local/realtime/article/20180721/58450039

熱帶氣旋影響下的飛機升降

Filed Under (天氣常識, 熱帶氣旋) by 香港地下天文台 on 14-07-2018

踏入七月是旅遊旺季,到外地旅遊的朋友經常要了解目的地天氣預報以便計劃行程。現時手機及互聯網提供大量唾手可得的天氣預報,不過大部分是由電腦模式計算結果直接輸出,模式及結果都沒有經過檢驗及校正,因此直接使用有相當風險,我們應參考當地官方機構發出的預報。

當西太平洋有熱帶氣旋形成時,亞洲多個國家及地區均會發放熱帶氣旋資訊,包括中國中央氣象台、台灣中央氣象局、日本氣象廳、韓國氣象廳及美國聯合颱風警報中心等。由於熱帶氣旋的定位及強度分析帶有主觀性,加上不同機構有不同準則(例如持續風力的定義),因此資訊經常出現不協調。我們身處香港應以天文台的公佈為準。

近年熱帶氣旋路徑及強度預報主要依靠電腦模式提供的預報,但每次預報結果可能不同,而不同模式結果亦有差異,一般市民未有足夠能力分析。官方機構憑經驗分析不同的預報結果,再根據電腦模式最近表現,作出整合或取捨,然後發出官方預報,供市民參考。而近年官方預報以中央氣象台及天文台的表現較為穩定。

當熱帶氣旋吹襲香港時,準備出門的朋友常因行程會否受影響而煩惱。飛機的升降主要受風向及風力影響。影響飛機的風有三種:

1. 順風(tail wind),與飛行方向相同的風,在飛行途中可以減省燃油和時間,在起飛降落時會減少浮力;
2. 逆風(head wind),與飛行方向相反的風,在飛行途中會增加燃油消耗,但在起飛降落時會增加浮力;
3. 側風(cross wind),與飛行方向成直角(90度),由側面吹來的風,在起飛降落時會影響穩定性,甚至把飛機吹離跑道。

赤鱲角機場現時有兩條跑道,呈東北-西南走向,假如香港吹東南風或西北風時,跑道就會出現側風,影響飛機升降。當熱帶氣旋在香港以西登陸,香港風向呈順時針轉變,即初時吹東北風,後轉吹東南風,形成側風;當熱帶氣旋在香港以東登陸,香港風向呈逆時針轉變,即初時吹西北風,形成側風,後轉吹西南風。當側風超過每小時25海里(強風)時,就可能出現航班延誤、取消或轉飛其他地方。

天文台發出的機場天氣預報,對象是飛行人員,內容詳盡,當中包括風向及風力的變化情況及出現時間,對評估機場運作會否受影響以至天文台改掛更高風球,均相當有啟示性。網址是http://www.weather.gov.hk/aviat/taf_decode.htm。當然最直接的方法是跟航空公司聯絡或瀏覽香港或目的地機場網站,索取最新航班資訊。

蘋果日報動畫版:https://hk.news.appledaily.com/local/realtime/article/20180714/58430331

預防酷熱天氣及紫外線

Filed Under (天氣常識) by 香港地下天文台 on 07-07-2018

今年夏天來得特別早,5月份天文台連續十多天錄得33°C或以上高溫,打破以往記錄。當氣溫上升時,人體需要透過增加血液循環、汗腺分泌甚至喘氣排出多餘熱量。假如天氣潮濕或風力微弱,散熱速度會受到影響,當人體未能及時將身體多餘熱量排出時,就會出現抽筋、熱衰竭甚至中暑的現象。

熱衰竭是指在熱的環境下過久,沒有適當補充水分及電解質,造成全身不適,包括大量流汗、頭暈、心跳加速、低血壓及抽筋等。在這個階段下人仍然清醒,只要及時轉移到陰涼地方,躲下並補充水份,及在皮膚灑水吹風降溫(注意不要用冰水,因為會引致血管收縮),通常都可以回復正常。

而中暑則是體溫上升至40度以上,身體失去自行調節體溫的功能,造成中樞神經功能障礙,包括意識不清、昏迷及停止流汗,這時除了以上的處理方法外,必須送院救治,否則可能因出現併發症而有生命危險。

由於每個人對熱的感覺不同,美國國家氣象局(National Weather Service)進行研究,利用氣溫及濕度制定酷熱指數(Heat Index):

當酷熱指數超過40度時,有機會出現熱衰竭;當指數超過55度時,隨時會出現中暑。在直接日照下的酷熱指數將再高多至8度。夏季歐洲的相對濕度比較低,因此雖然跟香港同樣氣溫,酷熱指數可能相差達10度,因此感覺比香港舒適。

另一方面,夏季陽光內的紫外線亦相當猛烈,因此除了預防中暑外,市民亦要預防被曬傷。紫外線可根據波長及能量分為A、B、C三種,而大氣的臭氧層有吸收紫外線的功能。其中紫外線A(UVA)不能被臭氧層吸收,紫外線B(UVB)部分被臭氧層吸收,紫外線C(UVC)全部被臭氧層吸收。到達地面的紫外線中,紫外線A佔98%,紫外線B佔2%。

紫外線B令皮膚變紅及變黑,紫外線A令皮膚出現皺紋、老化及黑斑,並可引致癌症。市面上的防曬用品(例如太陽油)對紫外線B提供不同程度的保護,以防曬系數(Sun Protection Factor,SPF)來區分。假如在太陽下曝曬20分鐘皮膚就會變紅,使用SPF15的防曬用品,這個時間理論上可延長至300分鐘(15倍)。然而各人皮膚性質不同,較易曬傷的人應使用較高SPF的防曬用品。此外,SPF15大約阻擋93%(14/15) 的紫外線B,SPF30大約阻擋97% (29/30)的紫外線B,SPF50大約阻擋98% (49/50)的紫外線B。

防曬用品上亦印有對紫外線A提供保護的程度,以防護等級(Protection Grade for UVA,PA)來表示,分為 PA+,PA++及PA+++。+號越多,表示對紫外線A提供保護的程度越大,購買時可用作參考。

縱合以上各點,夏天在戶外工作或進行活動時,應注意以下各點:
– 避免在上午10時至下午4時進行;
– 戴上闊邊的帽子及穿上能吸汗及散熱的衣服,或使用傘子;
– 當工作或活動進行一段時間後,必須停下來休息及補充水份;
– 在皮膚塗上太陽油或防曬用品,並定時(尤其於出汗或游泳後)再次塗上;
– 使用可以阻隔紫外線的太陽眼鏡

蘋果日報動畫版:https://hk.news.appledaily.com/local/realtime/article/20180707/58388118

水龍捲出現頻繁的六月

Filed Under (一般) by 香港地下天文台 on 04-07-2018

香港於2018年6月比正常炎熱,平均氣溫達28.6度,比正常值高0.7度。此外,香港於本月錄得之總日照時間(145.2小時)、平均相對濕度(百分之八十)及雨量(458.8亳米)均接近正常值。本月天文台先後發出本年首次的黃色及紅色暴雨警告,及熱帶氣旋警告信號。另一方面,香港境內於本月呈現了三股水龍捲。

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認識香港的暴雨

Filed Under (雷暴大雨) by 香港地下天文台 on 30-06-2018

每年5月開始是香港的雨季,暴雨幾乎必定發生。姍姍來遲的黃色及紅色暴雨警告,亦已先後於6月6日及8日發出。

暴雨強度變化大而影響範圍小,預報相當困難。天文台進行超過二十年研究,開發及改良「小旋渦」預報系統,不過準確度仍然偏低 。天文台的暴雨警告信號分為黃、紅、黑三種。除了黃色暴雨警告有預警性質外,紅色及黑色暴雨警告都是按實際雨量而發出,屬於「報告」。而暴雨一般不會持續太久,所以當紅雨或黑雨發出後,往往出現雨勢停止甚至有陽光的情況,為市民所詬病。

暴雨通常與低壓槽徘徊廣東沿岸有關。低壓槽是地面氣壓最低的一條軸線,標誌著北方冷空氣與南方暖空氣相遇的位置。空氣流入低壓槽然後上升,形成雲和雨。而暴雨一般在清晨出現的機會較高,下午出現的機會較低。

暴雨形成的條件有以下幾個:
1. 源源不絕的水汽。即使下雨地區上空所有水汽都轉為雨,雨量通常只有數十毫米。但暴雨的雨量經常超過一百毫米,因此要形成暴雨就需要有外來的水汽不斷補充。水汽通常來自南中國海或孟加拉灣,有時與西南季候風爆發有關。
2. 空氣持續並急劇的上升。空氣上升時由於氣壓下降,空氣膨脹冷卻,水汽凝結為水滴再變成雨。因此暴雨形成的先決條件是空氣持續並急劇上升。天氣系統例如地面的低壓槽、高空的波動、或山脈地形等都提供空氣上升的條件。
3. 不穩定的大氣。大氣可分為穩定、不穩定及條件性不穩定三種。在穩定的大氣下,空氣無法上升,形成霧、煙霞等天氣,影響能見度。在不穩定的大氣下,空氣一直上升,形成高聳、直達對流層頂的積雨雲,帶來雷暴和大雨。大氣的穩定性與氣溫隨高度變化的速度有關,當地面越暖,高空越冷,大氣就越不穩定。

市民可以透過天文台的雷達圖和閃電位置圖來監察暴雨發展,及早作出應變。當多個雷雨區發展並合併,在雷達上形成狹長的雷雨帶,穩定移向沿岸地區時,我們稱為颮線(squall line)。颮線經過香港時,風向會轉為西北,並且出現狂風暴雨及猛烈陣風,或冰雹甚至龍捲風,造成破壞甚至人命傷亡。漁民又稱這現象為「西北石湖」或「打石湖」。

香港於六月先後三次出現水龍捲。龍捲風是由積雨雲(cumulonimbus)底部伸展出來的漏斗旋渦(稱為漏斗雲,funnel cloud)觸及地面形成。在陸地上的龍捲風稱為陸龍捲(tornado),強度較強,持續時間較長。在水面上的龍捲風稱為水龍捲(waterspout),強度較弱,持續時間較短。香港出現的龍捲風多數是水龍捲,可引致小船翻沉,假如進行水上活動時遇到水龍捲,應盡快躲避及上岸。

蘋果日報動畫版:https://hk.news.appledaily.com/local/realtime/article/20180630/58376379

香港熱帶氣旋警告系統的檢討

Filed Under (熱帶氣旋) by 香港地下天文台 on 23-06-2018

2006年8月3日颱風派比安吹襲香港,天文台以維多利亞港(維港)風力未有持續達到烈風程度為由不發八號風球,引起公眾廣泛討論以維港風力作為發出信號的參考指標是否切合實際情況。其後,天文台因應颱風派比安的經驗及市民提出的意見,全面檢討熱帶氣旋警告系統,把發出三號及八號風球的參考指標由維港風力擴大至由8個涵蓋全港並接近海平面參考測風站組成的網絡錄得的風力,並於2007年風季開始實施。

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圖:現時之熱帶氣旋警告系統參考測風站網絡

當參考網絡中4個或以上的測風站錄得或預料錄得的持續風速達到強風(每小時41至62公里)或烈風(每小時63至87公里)且風勢可能持續時,天文台便會發出三號或八號風球。我們利用過去11年(2007-2017)引致天文台發出八號或以上風球之熱帶氣旋個案,分析及比較新制與舊制的達標率。

由於天文台於2013年以流浮山取代濕地公園作為參考站,個案分析將以流浮山錄得的風力為準。另外,根據天文台的技術報告,天文台總部及京士柏的烈風指標為13米/秒(每小時46.8公里)。

數據顯示,在所有八號或以上風球的個案當中,參考網絡中半數或以上的測風站錄得烈風(即「八中四」)的百分率只有30.4%,遠低於維港測風站出現烈風的60.9%,當中沙田、打鼓嶺及青衣島蜆殼油庫更從未錄得烈風,百分率均為0%,這三站的代表性存疑。

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表一:2007-2017年八個參考測風站於八號或以上風球個案中錄得烈風之次數

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表二:2007-2017年維港測風站於八號或以上風球個案中錄得烈風之次數

熱帶氣旋在香港以東或以西登陸,對香港的天氣帶來不同影響。 熱帶氣旋在香港以西登陸(即「西登」)時,香港風向由東北風順時針轉為東南風;熱帶氣旋在香港以東登陸(即「東登」)時,香港風向由西北風逆時針轉為西南風 。我們將個案分為「東登」及「西登」後,發現「東登」個案的「八中四」百分率只有11.1%,遠低於「西登」個案的42.9%,顯示參考測風站網絡的佈局未能有效反映偏西風烈風對香港的影響。

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表三:2007-2017年八號或以上風球「西登」個案中的「八中四」達標率與維港測風站錄得烈風的百分率比較

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表四:2007-2017年八號或以上風球「東登」個案中的「八中四」達標率與維港測風站錄得烈風的百分率比較

最後,數據亦顯示過去11年兩次發出之九號風球個案(2008年鸚鵡及2009年莫拉菲)均未達「八中四」指標,顯示天文台有需要檢討及調整參考測風站網絡的佈局,以更合適地反映香港普遍的風勢情況。

蘋果日報動畫版:https://hk.news.appledaily.com/local/daily/article/20180624/20430194

有史以來最炎熱的五月

Filed Under (一般) by 香港地下天文台 on 03-06-2018

香港於2018年5月異常酷熱,平均氣溫達28.3度,比正常值高2.4度,也是有史以來最炎熱的五月。同時,平均最高氣溫達31.7度,也是有史以來第二高記錄。此外,香港於本月較正常晴朗–總日照時間為236.9小時,比正常值長達七成。另一方面,香港於本月較乾燥,平均相對濕度只為百分之七十七,比正常值低六個百分點,是有史以來第三低記錄;同時,香港於月內只錄得57.5亳米雨量記錄,數值不足正常值的兩成。

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五月的極端天氣

Filed Under (一般) by 香港地下天文台 on 28-05-2018

五月是香港的雨季,但今年天氣異常乾旱及酷熱,雨量不足正常兩成。執筆之時(5月28日),天文台氣溫已連續12日上升至33度或以上,打破了1963年五月連續8日的紀錄。而五月的酷熱日數已累積至13日,與1963年相同,並且很大機會超越。

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