|

  • 香港不同地区的气温差异

  • 星期一, 2017年 1月 23日

香港是一个人口稠密的沿海城市,地形复杂,城市化程度各区不同。香港各区自动气象站录得的气象数据显示,全港不同地区的气温有显著的差别。在某些情况下,受天气状况和周围环境的影响,在同区内(如市区)各站之间的气温也可以有明显差异。

各区气温差异的主要原因

在香港各气象站当中,香港天文台总部位于尖沙咀的心脏地带,是世界气象组织亚洲区内,其中一个拥有超过一个世纪连续观测主要地面气象数据的气象站。随着自动气象站网络在 20 世纪 80 年代开始出现及发展,在过去数十年本地气候统计资料的时间和空间分辨率均有所提高。图 1(a)和 1(b) 分别显示出不同气象站于 2010 年至 2015 年夏天(6 月至 8 月)的平均最高气温和冬天(12 月至 2 月)的平均最低气温。图中所观察到的地区气温变化可以归因于三个主要因素,包括地理位置、场地环境和天气情况(详见附表)。这些因素的综合作用,会影响香港地区气温分布情况的每日或季节性变化。

图 1(a)

图 1(a)      2010 年至 2015 年期间夏季(6 月至 8 月)各站平均最高气温的地区分布。高地上的站为绿色。



图 1(b)

图 1(b)      2010 年至 2015 年期间冬季(12 月至 2 月)各站平均最低气温的地区分布。高地上的站为绿色。



一些有趣的例子

2016 年 6 月 24 至 27 日的高温

在副热带高压脊的影响下,香港于 6 月 24 日至 27 日大致天晴及酷热,天文台总部的最高气温上升至 35 度或以上。天文台总部位于九龙市中心,受到显著城市化的影响,风速有长期的下降趋势。在日间长时间有阳光及风力微弱的情况下,期间天文台总部录得非常高的日间气温。与此同时,新界北部、西贡部分地区及香港岛亦连日有局部地区性骤雨,抑制了该区的日间气温上升。在场地环境、地理位置和当地天气情况的多个因素共同影响下,令这几天天文台总部的最高气温较本港很多地区的气象站为高。(图 2 显示 6 月 25 日的情况作为例子)

图 2

图 2      2016 年 6 月 25 日香港各站当日最高气温及雨量分布。高地上的站为绿色。



2010 年 12 月 18 日晴朗及寒冷的早上

受华南的一股大陆气流所影响,香港于 12 月 17 日大致晴朗。天气晴朗及风力微弱的情况加强了打鼓岭晚上的辐射冷却效应,令其气温于 2010 年 12 月 18 日清晨一路下跌至最低的 0.2 度。在市区,因受城市化影响,夜间冷却速度慢得多,天文台总部录得的最低气温是 10.7 度,比打鼓岭高出超过10度 (图 3)。

图 3

图 3      2010 年 12 月 18 日从香港市区到郊区的日最低气温变化的示意图。



环境变化与温度观测的一致性

香港是一个时常有新发展的高密度城市。天文台总部及其他气象站,不论是在市区还是郊区的,将随着时间无可避免地受到不同程度的周边环境变化所影响 (例如 : 土地使用、建筑发展、植物覆盖等)。自 1884 年以来天文台总部的气温观测一直是香港主要的参考之一。近几年香港不同地方设立了更多的气象站,当中不少位于市区,为不同地区提供了更多参考资料。尽管在地理位置及场地环境上有观测到的地区分别,天文台总部及其邻近市区站的温度分析显示这些市区站的每年及季节变化,以及它们的整体趋势,基本一致。这些气象站的长期观测资料,特别是天文台总部一个多世纪以来的数据,一点一滴地记录了香港多年来受全球气候变化和本地城市化影响下的气候改变,是香港甚至全球的一个十分宝贵的气候资源。



李子祥 李健威 柳应康


附录:

观察到的地区性气温变化的三个主要因素

表一



参考资料:

[1] 秋风夜雨
https://www.youtube.com/watch?v=1tRJjlhJEDY

[2] 为何我家特别冷?
http://www.hko.gov.hk/blog/b5/archives/00000153.htm

[3] 地方越高,风势越大?
http://www.hko.gov.hk/education/article_uc.htm?title=ele_00449

[4] 什么是重力风?
http://www.hko.gov.hk/education/article_uc.htm?title=ele_00008

[5] 热夜
http://www.weather.gov.hk/blog/b5/archives/00000076.htm

[6] 例子:启德测风站的开敞程度
http://www.hko.gov.hk/wxinfo/ts/sec_anemometer_c.htm


  • 一山还有一山高:1889年的世纪大暴雨

  • 星期二, 2016年 12月 20日

香港在过去一个世纪曾经历过多场严重暴雨。我们之前谈及过 1926 年 7 月 19 日那场惊人暴雨[1],在香港天文台一天下了 534.1 毫米的雨,但原来一山还有一山高 ─ 1889 年 5 月 29 至 30 日的世纪大暴雨所保持的雨量纪录比 1926 年的更多,24 小时内竟然录得 697.1 毫米,即全年的三分之一雨量!

破纪录的雨量

根据香港天文台的气象记录[2, 3],这场世纪大暴雨始于 1889 年 5 月 29 日凌晨,雷暴连续不断地由西南往东北影响香港。在下午 2 时至 3 时平静过后,中等强度的降雨重临,并一直持续至午夜。之后另一场强烈雷暴于 5 月 30 日凌晨 1 时至 5 时期间在香港境内肆虐。除了暴雨,闪电亦闪个不停,雷声彻夜轰鸣。虽然暴雨于早上 6 时后稍为减弱,但雨一直维持到当天下午较后时间才停止。

这场暴雨至今仍然保持着香港天文台多项最高雨量纪录,包括连续 3 小时雨量、连续 4 小时雨量、连续 24 小时雨量、连续两天至连续七天雨量等 (详情请参考表一)。考虑到当时天文台的 30 年 (1884 至 1913) 平均年雨量为 2,113 毫米,这场世纪大暴雨在短短 24 小时内下了一年总雨量的三之一!这本身也是一个纪录。

根据当时量地官 (即后来的工务司) 布朗 (Samuel Brown) 先生就这场暴雨所撰写的报告[4],港岛区的雨量,特别是在山坡上,很可能比位于九龙的天文台更高。可惜的是,太平山顶的雨量计在暴雨期间满泻,在天文台文献中[2]只记录了一个 24 小时雨量估算 ─ 约 707 毫米 (5 月 30 日上午 10 时为止)。

图一

图一      香港天文台在 1889 年 5 月 28 至 30 日录得的每小时雨量。


表一

表一      1889 年 5 月 暴雨期间,香港天文台在不同时段内录得的最大雨量。



暴雨的成因

由于这场暴雨发生在晚清,事隔已久,现在只能以有限的天气观测资料 (主要来自九龙尖沙咀天文台总部)来分析当时的天气形势。天文台日平均气压由 5 月 26 日的 1007.9 百帕斯卡逐渐下降至 5 月 30 日的 1003.2 百帕斯卡。海平面气压再分析资料显示[5],当时一个广阔的低压槽支配着中国中、南部,5 月 29 日及 30 日沿岸地区的等压线较密集。当 5 月 29 日大雨开始时,天文台风向由东风转为西南风。太平山顶于 5 月 29 至 30 日亦录得达清劲至强风程度的西南风。由于当时没有任何热带气旋活动的报告,相信不稳定天气是源于广阔低压槽,同时西南季候风的增强亦为华南沿岸地区带来充足的水汽,令该区的暴雨得以维持发展。

图二

图二      1889 年 5 月 30 日海平面气压再分析资料 (资料来源: 美国国家海洋和大气总署,地球系统研究实验室,物理科学组)。



图三

图三      香港天文台在 1889 年 5 月 26 至 31 日录得的日平均风速和风向。



破坏及伤亡

根据报章[6]和量地官的报告[4],1889 年 5 月 29 至 30 日的特大暴雨是香港历史上最具破坏力的暴雨之一,引致多宗水浸和山泥倾泻报告。市内交通、电报通讯和大潭水塘食水供应一度中断。因此,部分市民不得不使用流入分支渠道和河流的泥水作为供水来源[3],对社会及民生带来严重影响。

山泥倾泻

在港岛,暴雨带来的雨水夹杂着瓦砾严重破坏位于半山的己连拿利和雅宾利明渠。在雅宾利明渠 (图四, 位置A附近开始) 方面,5 月 29 日大潭食水配水库和位于宝云道及花园道之上的滤水床 (图四, 位置C;图五照片) 因乡郊建屋地段第 7 号 (图四, 位置D) 下方斜坡的山泥倾泻 (图六照片) 而被严重破坏,并被岩石和瓦砾填塞。再加上该天晚上至 5 月 3 0 日清晨出现更大的降雨,导致更严重的山泥倾泻和洪水。估计有 13,800 立方米的泥土从配水库及滤水床的斜坡被冲走,另外约有同样体积的泥土从配水库下方的明渠两岸被冲走。结果导致部分连接市区和山顶的缆车路轨和两条桥被冲毁。洪水波及美利兵房 (图四, 位置E附近;图七照片),水浸约 0.6 至 1.2 米高,当时驻扎的军人及地下仓库需要撤离。

图四

图四      己连拿利明渠、雅宾利明渠、大潭输水道(沿宝云道)及跑马地的主要受破坏位置图。



图五

图五      大潭食水配水库受损情况 (资料来源: 英国国家档案馆)。



图六

图六      大潭食水配水库上方山泥倾泻 (资料来源: 英国国家档案馆)。



图七

图七      暴雨后美利兵房的邻近环境 (资料来源: 岑智明)。


在雅宾利明渠西面约 640 米的己连拿利明渠 (图四, 位置B附近开始;图八照片),因受到当时上游山坡的楼宇建筑工程影响,流入山沟的水量大大增加 (图四, 位置F附近)。半山及下游其他地区的洪水和山泥倾泻导致云咸街 (图九照片)、皇后大道中及毕打街 (图四, 位置G附近;图十照片) 囤积大量瓦砾。在泄兰街 (图十一),洪水导致道路出现1.5至1.8米水浸,道路被冲毁,犁出离地面约 1.5 至 1.8 米的深坑。

图八

图八      己连拿利明渠受损情况 (资料来源: 英国国家档案馆)。



图九

图九      暴雨后,中环云咸街堆积的瓦砾 (资料来源: 英国国家档案馆)。



图十

图十      暴雨后的中环毕打街 (资料来源: 英国国家档案馆)。



图十一

图十一      画家笔下中环泄兰街洪水的情况 (资料来源: 岑智明)。


沿宝云道的大潭水道上的斜坡亦发生严重山泥倾泻,水道的砖石有三处地方 (图四, 位置 H, I, J 附近) 被破坏,涉及约 23,000 立方米瓦砾。其中一场山泥倾泻约有 3,800 立方米瓦砾由香港坟场一直冲至跑马地 (图四, 位置K附近) 的跑道上。山泥倾泻亦影响柴湾、西区及坚尼地城部分地区。量地官估计在这场世纪大暴雨中,全港出现约数百场不同规模的山泥倾泻。

伤亡及修复工作

这次暴雨估计共引致 27 人死亡,包括6名在山顶被闪电击毙的工人,另有 17 人失踪[4, 7]。修复工作主要由量地官布朗先生、署理助理量地官谷柏 (Francis. Alfred Cooper) 先生和皇家工程师 H. Champernowne中校负责。政府财产损失当时估计为 $112,783,占 1889 年政府年度支出约百分之六[4, 8]

供水

由于大潭水塘供水受阻,市民需要依赖薄扶林水塘供水。但由于泥土流入水塘,水质成为关注重点。当时有立即进行水质测试[9]。供水因此成为量地官当务之急[10]。在 1889 年暴雨之后,政府于 1890 年成立了水务和渠务署 (Water and Drainage Department) 处理食水和污水事务[11]

总结

这场发生于 19 世纪的大暴雨所打破的雨量纪录和做成的破坏的确相当惊人,至今还有多项雨量纪录尚未被打破。在气候变化越演越烈的趋势下,极端天气包括暴雨出现的频率将会愈来愈高,旧的雨量纪录(包括 1 小时和连续 2 小时的纪录)在近年已陆续被打破,这场世纪大暴雨再临只是迟早的问题。

最近,即将退休的土力工程处处长汪学宁先生亦形容山泥倾泻这只「睡狮子」已经「醒醒地」,虽然一般人造斜坡的山泥倾泻风险较大,但当雨量到达某个程度,天然山坡会有较大反应,有可能引致山泥倾泻发生[12]。当年的量地官估计在 1889 年大暴雨中,全港出现约数百场不同规模的山泥倾泻,如果在可见的将来这场世纪大暴雨甚至更大的暴雨重临香港,我们又是否完全准备好呢?面对气候变化所带来与日俱增的风险,我们的确需要提高警惕和做好准备,并且加强公众教育,确保香港具备应变能力。



李子祥、岑智明及马冠尧*
(*马冠尧先生是退休政府工程师,亦是一位香港工程历史爱好者,现为香港大学房地产及建设系客席副教授)


参考资料:

[1] 1926 年的惊人暴雨 http://www.hko.gov.hk/blog/b5/archives/00000135.htm

[2] Hong Kong Observatory, 1890: Observations made at the Hong Kong Observatory in the year of 1889. (以英文发表)

[3] Chan, C. W., 1976: The rainstorms of May 1889 and July 1926, Royal Observatory Occasional Paper No. 33. (以英文发表)

[4] S Brown, 1889: Report on great storm of 29th and 30th May 1889. (以英文发表)

[5] 二十世纪再分析资料(V2), 美国国家海洋和大气总署,地球系统研究实验室,物理科学组 (以英文发表) http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/composites/subdaily_20thc/index.html

[6] "After the great storm", China Mail, 31 May 1889. (以英文发表)

[7] 何佩然. 《风云可测 - 香港天文台与社会的变迁》. 364 页. 香港特别行政区: 香港大学出版社, 2003.

[8] Hong Kong Government, 1890 : Report on the blue book and departmental reports for 1889. (以英文发表)

[9] Hong Kong Telegraph, 30 May 1889. (以英文发表)

[10] China Mail, 1 June 1889. (以英文发表)

[11] Hong Kong Government Gazette No. 215 of 1890. (以英文发表)

[12] 星岛日报,2016 年 12 月 19 日


  • 「超级满月」有多超级?

  • 星期四, 2016年 11月 10日

满月本是平常不过的天文现象,每年总会出现 12 或 13 次。以往只有中秋节的满月以及出现月食的满月而较受关注。近年,随着市民大众对天文观测的兴趣增加,以及传媒和社交媒体的广泛报导,又圆又大的「超级满月」[1]已成为公众关注的天文现象之一。

今年 (2016 年) 最大的「超级满月」会在 11 月 14 日晚上出现,『今次的「超级满月」与以往的有何差别?』和『什么时候会出现更大的「超级满月」呢?』都必然是大家会问的问题。

先考一考大家的眼力 - 你能从下图 1901 年至 2050 年最大的 10 个「超级满月」[1]中分辨出哪几年的「超级满月」比今年 (2016 年) 11 月 14 日的「超级满月」大吗?

图一


答案是:1912 年、1930 年、1948 年和 2034 年的「超级满月」都较 2016 年 11 月 14 日的「超级满月」大,亦即今年(2016 年)的「超级满月」是自 1948 年以来最大的,下次更大的「超级满月」要等到 2034 年才会出现。

事实上,1901 年至 2050 年间最大的 100 个「超级满月」的大小若以「月球和地球之间的距离」[2] 作比较只介乎 356,375 公里至 357,099 公里;若以「视直径」[3] 比较则只介乎 0.557° 至 0.559°,不单只肉眼,甚至一般仪器都难以分辨出来。

那今年 (2016 年 11 月 14 日) 的「超级满月」与平时看见的满月又有多少分别呢?

以下列出 2016 年 11 月 14 日的「超级满月」与同年「满月的平均值」[4] 的比较。从「月球和地球之间的距离」和「视直径」来看,「超级满月」比平日看见的满月约大 7%。

表一


下图是视觉上 2016 年 11 月 14 日当晚的「超级满月」(右) 与平日看见的满月 (左) 的分别。

图二


但是,在 2016 年 11 月 14 日晚上天空只出现一个月亮时,你可以用肉眼分辨出它与平日看见的满月的分别吗?



香港天文台天文小组
(莫庆炎、许大伟、郑仲材、冯国柱、黄伟光、朱兆中)


注:

[1] 「超级满月」是指在月球近地点附近时的满月。
[2] 「视直径」是指远方物体最远两点与观察者各自形成的直线之间的夹角。
[3] 「月球和地球之间的距离」是指地球质心点与月球质心点之间的距离。
[4] 「满月的平均值」是以当年各个满月时月球参数的平均值来计算。


参考连结:

气象冷知识 - 中秋超级月亮:http://www.youtube.com/watch?v=Rgeh-u6wBwA
气象冷知识 - 月亮错觉:http://www.youtube.com/watch?v=tlqk4J4tFN8