Posts by 香港地下天文台

2007年1月5日：晴天空為甚麼是藍色的？日出日落時，天空又為甚麼變成紅色？我們肉眼可見的太陽光，其實由不同顏色的光組成。 光是電磁波的一種，電磁波有波長，不同顏色的光有不同波長。其中紅光的波長最長，紫光的波長最短。光以直線前進，但當遇到大氣中的塵粒、水滴或氣體時便會出現變化。其中塵粒、水滴會把光反射，以另一方向前進。當光遇到氣體時，會被氣體吸收，不同波長的光被吸收的程度不同。長波長的光（例如紅光和橙光）被吸收的程度較低，短波長的光（例如藍光和綠光）被吸收的程度較高。氣體吸收光後會以輻射的形式把光向不同方向射出，稱為散射（scattering）。太陽光射進地球大氣時，藍光被吸收及散射，我們抬頭看天空便見到藍色。接近地面的天空藍色較淺，因為被散射的藍光要經過較長距離才到達眼睛，途中被進一步吸收及散射。 （來源：http://www.sciencemadesimple.com/）太空由於沒有大氣，光沒有被吸收和散射，所以天空是黑色的。日出日落時，太陽光經過較長距離才到達眼睛。波長較短的藍光和綠光被吸收及散射，只剩下紅光和橙光，因此太陽變成紅色。 假如當時大氣有大量塵粒或水滴，把紅光和橙光反射，天空亦會變成紅色。（來源：http://www.sciencemadesimple.com/）這解釋為甚麼日出日落時，如果天空變成紅色，天氣可能轉壞。

這個看似簡單的問題，其實背後有很多理論。下雨的第一個條件是要有水。空氣中的水汽（water vapour）冷卻凝結就會變成水。從雪櫃取出汽水並放置在室溫下，幾分鐘後汽水表面便出現水點，這就是水汽冷卻凝結的結果。那麼大自然如何提供冷卻的條件？答案是空氣上升。空氣在地面的密度最高，氣壓最大。高度增加時，空氣的密度減小，氣壓降低。假設一團空氣（或稱氣塊 air parcel）上升，由於周圍的氣壓降低，氣塊的體積增大，溫度因此下降。這個原理就像把氣球放氣，吹出來的空氣是涼的。由於這個現象並不涉及熱量交換，稱為絕熱冷卻（adiabatic cooling）。空氣上升提供冷卻的條件，那麼空氣如何才能上升？有幾個情況：1. 空氣受熱膨脹，密度減小上升2. 空氣流過山的迎風坡，受地形影響上升3. 空氣從四周流向中心，空氣在中心上升4. 高空空氣流走，地面空氣上升補充5. 不同性質的空氣（或氣團 air mass）相遇，較暖的空氣上升有了水汽，有了上升的條件，水汽上升時便凝結成不同的雲，但不是所有雲都會下雨。甚麼雲下甚麼雨，下次再談。

天文台公佈正進行熱帶氣旋警告系統的檢討，相信會引來不少討論。 根據報章報道，構思中的方法有三個：1. 增加警告信號（例如在3號及8號之間加設5號）2. 分區發出警告信號3. 同時考慮維港及其他地區風力，包括考慮採用不同的比重增加警告信號似乎是最簡易的方法，但問題並沒有解決。如果增加的信號影響社會運作（例如學校停課），那麼「為甚麼只發3號而不發5號風球」的問題仍然會出現。如果增加的信號不影響社會運作，那只會加重天文台的負擔，甚至把8號風球的時間延遲（因為要先發5號）。分區發出警告則造成混亂，特別對跨區工作及上學的市民。屋外風平浪靜，但辦公室或學校所處地區天氣惡劣，要冒險嗎？相反又如何？銀行運作是否也變得分區化？同時考慮維港及其他地區風力是較為可取的方法。隨著越來越多市民遷往新界及離島居住，這些地區的風力應被納入發出信號的條件。至於那些地區應被納入，是否使用相同比重（例如維港或X區吹烈風便發出8號風球）或不同比重（例如維港或X及Y區共有N個氣象站吹烈風便發出8號風球），相信將會是討論要點。熱帶氣旋警告信號只代表天氣變化，但社會及市民已經把信號與生活掛勾，彷彿8號風球時呼吸也要小心一點。但8號風球下社會運作真的要全面停頓嗎？例如香港人最關心的股票及金融市場近年運作已全面電腦化，不受天氣影響。如是者，討論也可包括哪些運作可以繼續，哪些需要停頓，修改信號時同時把信號的影響減少。不過，受薪一族與支薪一族渴求相反是永遠不變的事實。

今天是中秋節，祝大家中秋節快樂。心水清的朋友可能留意即使中秋節晚上天朗氣清，凌晨總會下雨，真的那麼巧合嗎？中秋節根據農曆制定，因此每年出現日子都不相同。讓我們看過去五年的統計：年份公曆日子當日雨量（毫米）翌日雨量（毫米）20059月18日3.8微量20049月28日0微量20039月11日0020029月21日微量83.0200110月1日9.2微量2002年中秋節午夜後的大雷雨更令市民被困高地及郊外，情況相當危險及狼狽。中秋節凌晨下雨跟海陸風有關。日間陸地加熱比海洋快，空氣上升形成低壓區，空氣由海洋流向陸地（如圖A），形成海風（sea breeze）。晚上陸地冷卻比海洋快，空氣下沉形成高壓區，空氣由陸地流向海洋（如圖B），形成陸風（land breeze）。（圖片來源：Wikipedia）視乎陸地受熱程度，日間海風可深入陸地數十公里的地方，晚上才被陸風吹代。海風和陸風交界的地方會產生雲和雨，因此當海陸風交替時，經過的地方就會下雨。夏季早上的驟雨是海風進入陸地時產生的，同樣秋季凌晨的驟雨是陸風進入海洋時產生的。留意香港的風向便可以看到海陸風的變化。你猜今年中秋節凌晨會不會下雨？

近日本港吹起強風，星期日昂坪纜車更因強風減慢車速甚至暫停服務。吹強風的原因是甚麼？踏入九月，香港開始受東北季候風影響。中國內陸氣壓上升形成高壓區，然後向東移出太平洋。從星期日晚上8時的天氣圖中可看到有一高壓區在黃海附近，等壓線成「U」形並沿著中國東南沿岸伸延至香港附近。這種等壓線的配置常引致香港吹偏東強風，多雲及有微雨。等壓線越密，表示氣壓梯度（氣壓差）越大，風力越強。預測方面，我們以上海與香港的氣壓差作為指標，定義為Δp(S)=上海氣壓-香港氣壓。當Δp(S)升至8或以上，香港離岸及高地可能吹強風（尤其晚間）。現時海南島附近的熱帶低氣壓亦有助增加氣壓梯度（氣壓一高一低，氣壓差增加），令本港風力增強。昂坪纜車沿山而建，高地風速通常比地面為高。事實上，昂坪氣象站星期日整日吹強風至烈風，陣風更達暴風，對纜車運作構成影響。下次大家到離島或高地時，不妨先留意天氣圖上等壓線的配置及氣象站風速，才決定是否起行。