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  • 雨季来了,大家准备好了吗?

  • 星期五, 2016年 4月 29日

香港今年的雨季已经开始,骤雨和雷暴经常会出现,有些时候只影响局部地区,有些时候雨势可以较大和广泛,或多或少会影响市民大众的生活,而预测大雨往往是天文台预报员的一大挑战。

现时气象界预测数日后的天气,主要依靠电脑运行的「数值天气预报模式」,把大气的变化用物理关系模拟出来。尽管科技不断进步,电脑模式的预报仍难达到百分百准确,尤其是变化急速及影响范围较小的天气现象如雷雨则更具挑战。一般来说,电脑模式的准确度会随着预报时效缩短而增加。因此,针对某一日的天气预测,随着日子越来越接近,天气预报员会不断检视电脑模式的更新结果,考虑是否需要调整该日的天气预测。

虽然我们一般能够预计数日后有利出现大雨的环境因素,比如大气是否不稳定,低压槽或高空扰动是否在香港附近,但最后大雨在哪个小时出现或影响哪个地区,又或者是否与香港擦身而过,仍是带有相当随机性的。因此,对于即日的天气预测,预报员仍需要参考大量实况观测资料,包括自动气象站、天气雷达及卫星数据等,以辅助电脑模式预报,在有需要时立刻更新预报,务求为市民提供更准确及详细的预测,这情况在春夏季会较为常见。当然,另一个更新预测的原因是在一日当中,随着时间过去,预报涵盖的时间会由最初二十四小时一直缩短至数小时,所描述的天气情况自然亦有所分别,因此有需要适时地更新。

春夏季的大雨瞬息万变,降雨量的分布亦相当不规则,加上香港地域细小,只要雨区的位置及移动路径稍有偏差,香港的天气也会截然不同。如图一所示,今年四月有两场大雨,都落在香港相邻的深圳及南面的水域,香港可以完全没有或只有部分地区下大雨。预报大雨的难度可见一斑。

图一

图一      雷达图象显示深圳及香港南面的水域有大雨(黄色及红色区域),但香港则几乎没有。


雨季出门,我给大家的建议是,不能只靠肉眼看见身处地方的雨势便断定其他地方的情况,应不时留意天文台的天气预测,查看雷达图像所显示的雨区位置及变化,并不时留意天文台最新的「特别天气提示」,便能更好地掌握形势、有所准备了。

最后,我也想趁这个机会提醒大家,雷暴除了会带来大雨之外,还有机会带来强烈阵风、飑线(俗称「石湖风」)[1]、冰雹[2]甚至龙卷风[3]。在风雨季经已开始之际,相关的业界包括航运、物流、运输、建筑等从业员请做好防御措施,以防物件被大风雨吹倒。市民也请留意天文台发出的相关天气警告和「特别天气提示」,以策安全。



李立信


注:

[1] 雷暴及狂风

[2] 雹暴

[3] 如何为龙卷风分等级?


  • 这个寒潮不太冷

  • 星期一, 2016年 4月 18日

大家可能还会记得,继社交网站有关 2016 年 1 月下旬超级寒潮袭港的传闻后,2 月中旬再有消息传出,指 3 月可能再有超级寒潮南下,顿时引起市民和传媒的关注。从社交网站获取的资料推断,这个超级寒潮「预报」大致是基于两个考虑:(1)2016 年 2 月中旬美国国家环境预报中心(NCEP)的集合预报大部份成员皆预测北极涛动指数(AOI)会再出现负值(约 -2 至 -3 左右),其中一个成员更预测 AOI 在 3 月 2 日会下降至 -4 以下;(2)2016 年 1 月超级寒潮侵袭华南前约一星期左右,AOI 也曾下降至 -4 以下。然而,最终 3 月 2 日的 AOI 只有约 -0.6,3 月初最低的 AOI 也只是 -2 左右(图一)。纵然所「预测」的寒潮确曾导致天文台的气温于 3 月 10 日及 11 日跌至 10oC,但数字上还不算太冷,在 3 月份日最低气温的排行榜上只占第 90 位左右。

图一

图一      逐日北极涛动指数(AOI,来源:NOAA)


事件再一次提醒我们不可以过份倚重电脑模式较远程预报的「表面数值」,更不宜因此而对个别地区(例如香港)的未来天气状况妄下判断。NCEP 的确能有效地预报 AOI 由 2 月中是正值到 3 月初是负值的变化趋势,但 3 月初 AOI 的实况数值却与大部份集合成员的预测数值有颇大出入。正如我们不时提醒天文台九天天气预报的用家,预报时效越长,不确定性一般会越高,可能出现的偏差也会越大。所以大家需要以审慎及客观的态度理解和应用预报所提供的长期趋势才可以从中获取最大益处。

网上的言论也正好反映对 AOI 负值与强烈寒潮影响香港(或其它华南地区)之间的关系的一些误解。AOI 出现负值虽然是北方冷空气南侵的有效先兆,但地区性受影响的程度则视乎冷空气南下的路径及个别地区本身的一些影响因素。冷空气抵达华南沿岸需时约两至三天,而最低气温通常会在寒潮抵达后约两天才会出现。基于美国国家海洋及大气管理局(NOAA)的逐日 AOI 数据(1950 年起),我们抽出 12 月至 3 月期间 AOI 在 -4 或以下的日子,然后分析随后七天天文台的最低气温(Tm)。图二的棒形图显示,在 AOI 出现 -4 或以下的日子后,只有约 7% 的个案 Tm 会跌至 7oC(严寒天气)或以下,而超过 40% 的个案Tm还是在 12oC(寒冷天气)以上。显而易见,AOI 负值与强烈寒潮影响香港之间并不存在必然关系。


图二

图二      AOI ≤ -4 的日子随后 7 日天文台的最低温度(AOI 数据来源:NOAA)




李细明


  • 各种冬季降水现象有何不同?

  • 星期五, 2016年 3月 11日

2016 年 1 月下旬的一股强烈寒潮席卷华南,为香港带来严寒天气,天文台在 1 月 24 日的最低气温只有 3.1 度,创了 1957 年以来的最低温度记录。在 1 月 24 日,香港更出现了非常罕见的结冰、下冻雨及冰粒现象,引起传媒和市民的广泛关注,尤其对不同种类的冬季降水感兴趣,期间对「雨夹冰粒」及「雨夹雪」(两者在英语同被称为 sleet)的讨论甚多。本文尝试解释不同类型冬季降水的分别以及名称的选用。

正如在早前探讨冬季天气现象的网志中提到[1,2],上述的冬季降水现象在香港非常罕见。其实大多数在冬季出现的降水均源自高空云层中的雪花,它们在抵达地面时以哪种型态出现,即液态、固态或两者的混合,则取决于由高空直到地面之间的大气层温度变化。以下介绍各种冬季降水现象、以及有利它们形成的典型高空温度分布:




不论冬天或夏天,雨是在华南地区最常见的降水。当云与地面之间的空气绝大部分温度高于摄氏 0 度,即水的冰点,所有从冻结高度(气温降至 0°C 的高度)以上的云所产生的雪花在下降时会受热而融化,并在抵达地面前完全变成雨点(图一)。

图一
图一      出现雨的典型垂直温度分布





雪是一种固态降水,雪花由位于温度远低于冰点以下的细小冰晶黏贴一起而成。雪要能够抵达地面,由雪花形成的位置至地面之间的气温一般须在摄氏 0 度或以下,使雪花在下降过程中保持不被融掉(图二)。但亦有特殊的情况,就是如果近地面的空气够干燥,即使近地面的温度稍高于冰点,一些已部分融化或未曾融化的雪花亦有可能抵达地面,形成降雪[3]。雪按照其大小和特征可分为「干」、「湿」两种。如图三所示,经过干燥而温度远低于冰点的空气而降下的雪花会较细小并呈粉状。这些雪通常被称为「干雪」,适合进行雪上体育活动。如果雪花降下时经过的空气温度接近或稍高于冰点,雪花的边缘会融化,然后黏在一起,形成更大更重的雪花。这些雪通常被称为「湿雪」,适合制造雪球或雪人[4],但行人在「湿雪」上行走会较易滑倒。

图二

图二      2009 年 11 月 12 日摄于北京的雪



图三

图三      出现「干雪」(左)及「湿雪」(右)的典型垂直温度分布


 
「雨夹冰粒」或「雨夹雪」(sleet)

英语中 'sleet' 一词是一个比较笼统的天气用语,用来形容固态与液态降水的混合情况,可是国际间没有一致的定义,世界不同地方对 'sleet' 指雨夹杂哪种固态降水有两种用法,分别是冰粒(图四)和部分融化的雪(如表一所列)。由于两者的外观和形成条件有所不同(图五),将这两种混合体清楚描述,即分别称为「雨夹冰粒」(rain and ice pellets)和「雨夹雪」(rain and snow)会较易理解及能避免误会。

名称而言,「雨夹冰粒」亦可以叫「雨夹冰丸」。对于应该用「冰粒」或「冰丸」,世界气象组织的『国际气象词典』所采用的是「冰丸」。天文台采用「冰粒」一词,较接近本地日常用语,让市民容易明白。至于用「雨夹雪」 (rain and snow)或「霙」来形容雨夹杂已部分融化的雪,「雨夹雪」这一词较为直观及简单易明。

表一


图四

图四      2016 年 1 月 24 日在大帽山雷达站观测到的冰粒(鸣谢李月婵提供)



图五

图五      出现雨夹冰粒(左)及雨夹杂部分融化的雪(右)的典型垂直温度分布



冻雨

有利冻雨出现的垂直温度分布与出现冰粒的类似,不同在于高空的暖空气层厚很多,而接近地面低于冰点的空气层则浅薄很多(图六)。雪花先在深厚的暖空气中降落并完全融化成雨点。然后,雨点在接近地面时经过一层低于冰点的浅薄空气,由于这层空气很薄,未足以令雨点(冻雨)立刻再次凝固成冰粒。当这些过冷水滴一旦接触到冰冷物体如地面、树木或电缆,会即时凝固成冰面或冰柱(图七)。冻雨引致的结冰路面会对行人和驾驶者构成危险(图八),而积冰的负荷则有可能破坏电缆和树干。

图六
图六      出现冻雨的典型垂直温度分布



图七

图七      2016 年 1 月 24 日在大埔嘉道理农场因冻雨造成的结冰(鸣谢李健威提供)



图八

图八      2016 年 1 月 24 日在大帽山出现结冰路滑的情况(鸣谢李月婵提供)


在气候变化的情况下,极端天气仍会发生。在香港出现如此罕见的冬季降水现象,或会吸引不少市民外出观赏和拍摄,不过大家要注意这些特殊现象、严寒天气及结冰路滑可能带来的危险。天文台最近推出的「户外摄影天气资讯网页」(http://www.hko.gov.hk/out_photo/outdoor_photo_uc.htm),提供了大气低层的温度、湿度、风速、风向等资料,让大家了解各区及高地的天气情况,及早作好准备。



何俊杰,李子祥


参考资料:

[1] 临近冰点的香港 – 观测角度
http://www.hko.gov.hk/blog/b5/archives/00000160.htm

[2] 临近冰点的香港 – 历史角度
http://www.hko.gov.hk/blog/b5/archives/00000159.htm

[3] The rate of snowflake melting as it falls
http://www.theweatherprediction.com/habyhints/208/

[4] UKMO, How is snow formed?
http://www.metoffice.gov.uk/learning/snow/how-is-snow-formed

[5] NOAA, National Weather Services, Glossary
http://w1.weather.gov/glossary/?word=sleet

[6] Cleveland Abbe, Jr., 1916 : American definition of “sleet”, Monthly Weather Review, 44(5), 281-286.

[7] UKMO, What is sleet ?
http://www.metoffice.gov.uk/learning/learn-about-the-weather/weather-phenomena/what-is-precipitation/sleet

[8] Bureau of Meteorology, Glossary
http://www.bom.gov.au/lam/glossary/spagegl.shtml