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  • 沉寂的太阳可會遏止地球暖化?

  • 星期三, 2015年 8月 19日

每当有报导指太阳活动预料会减弱,气候变化否定者总会把握时机夸大太阳活动对地球温度变化的影响。最常散播的虚假讯息就是太阳活动减弱会令地球进入冰河期。究竟太阳活动对地球温度变化的影响达到什么程度呢?

自 1970 年代后期以来,人造卫星上的仪器一直量度抵达大气顶层的太阳能量(简称为 TSI),平均数值约为 1361 瓦/平方米。太阳活动的周期约为 11 年,在过去数个太阳周期,TSI 的平均变化只是约 0.1%。在估计卫星年代以前的 TSI,科学家只能透过太阳黑子的数目、极地冰层和树环的放射性同位数分析来评估。在 1645 至 1715 年期间,太阳活动相当平静,这段时期被称为「蒙德极小期」。据估计,「蒙德极小期」与现今 TSI 值的差别也是 0.1% 左右。

美国太空总署利用最先进的气候模式发现太阳活动在 1880 至 2005 年期间所引致的全球表面温度距平在正、负 0.1 度之内(图一蓝线),与人为温室气体增加导致温度急速上升的趋势(图一红线)比较可谓相形见绌。英国气象局科学家最近进行的气候研究模拟 21 世纪后半段时期的情况也得出类似的结论[1],在高温室气体浓度情景下,纵然太阳活动衰减至「蒙德极小期」的水平,降温效应的幅度也只不过是 0.1 度。与政府间气候变化专门委员会第五份评估报告内在高温室气体浓度情景下 21 世纪末升温会高达数度的估算作一比较(图二),其影响如何可见一斑。因此寄望太阳出手相助似乎是一厢情愿的妄想!

图一

图一      全球表面温度距平(相对于 1880-1910 年平均)归因太阳活动及温室气体的模拟结果。
(数据来源:美国太空总署)



图二

图二      在高(红线)和低(蓝线)温室气体浓度情景下 21 世纪全球平均表面温度变化
(相对于 1986-2005 年平均)的推算,颜色阴影区域分别代表不确定程度的范围。
(资料来源:政府间气候变化专门委员会)




李细明、岑富祥


参考:

[1] Scientists show a decline in solar activity could not halt global warming
www.metoffice.gov.uk/news/releases/archive/2015/solar-activity


  • 非一般海上之旅 - 南海探空试验(下)

  • 星期二, 2015年 8月 11日

......续上集


2015.6.15    晴转多云
经过一日航程,船不经不觉已开到西沙西南面,距离香港约 800 公里的地方。两次的经验,加上船员的帮忙,探空工作变得畅顺,每次都可以在三小时内完成工作,把数据传回天文台。KC 和我轮流吃早餐和看着气球飞行和数据传输的情况,也能偷空看看天空的积云,云底像被锋利的刀削过一样,与海平线完全平行,煞是好看(图十一)。

图十一

图十一      在船上偷闲看一看云 - 积云底下的降雨区(左)
云底齐整,与海平面平行(右)。


海面状况比我们想像的要好,船员说 4 至 6 月期间南海的天气和海况一般是最好的,海平如镜,风浪不大。这跟我们原来所想的有些差别,还以为五六月西南季风旺盛,风大浪也大,真的读万卷书不如行万里路。浪和涌都欠奉,错失了学习看浪涌的机会,但免却了吃晕浪丸的辛苦呢!晚上放波时手机传来声响,可能和附近有钻油台有关,竟然收到越南的讯号,还有一个从香港打来的陌生电话。漫游「冷电」,当然要冷待!


2015.6.16    多云有雨
一早醒来,KC 照样已经准备一切,船已驶到北纬 10 度以南,东经 110 度以西,距离香港约 1500 公里。手机讯号也已消失得无影无踪,但同时无线电噪音一片死寂,正是探空的最好情况!但今天天气转为多云,下午更有大骤雨,海面偶有中浪(图十二),然而在船上却感受不到。在京士柏探空的经验告诉我们下雨天气球可能会较早爆破,原因是气球表面可能会结有少量水滴,到达高空时遇冷结冰,影响气球张力,令气球提早爆破。事实也再次证明,晚上的气球经过极湿的云层(图十三,4 至 7 公里高相对湿度逹100%!),最终气球越不过气压 100 百帕,即约 16 公里高,算是整个行程中最「失败」的一次。

图十二

图十二      航程中最大浪时涌起白头浪。



图十三

图十三      6 月 16 日晚上的探空资料,气球经过位于约 4 至 7 公里高的云层,
并大概在 16 公里高爆破。



2015.6.17    少云转晴
船大清早已驶至离新加坡约 600 公里处,目标在望。我和 KC 亦为最后一个探空气球作准备,原因晚上将接近陆地,船员亦会忙于预备泊岸,故决定不再放波了。今天天气好转,曙暮光从云层中透出,云隙光穿透云缝保佑大地(图十四),加上海面的船浪,交织出大自然的美。放波工作也变得轻松,差不多在近乎完美下终结。下午在三副的带领下到甲板上走一趟,把被困船舱几天的纳闷一扫而空,当然亦不少得到船头桅杆下拍照留念。

图十四

图十四      曙暮光(左)和云隙光(右)。


晚饭过后,海上交通变得繁忙,航海雷达上显示船只穿梭往来,乱中有序。虽然离新加坡不远,但船员今晚特别紧张,皆因早于一星期前就在附近水域出现海盗,被劫的是一艘运油轮,通讯设备被破坏,连人带船给劫走(相关新闻连结)。船员要当「海盗更」,在黑夜海上要耳听八方,因海盗通常坐着快艇,在船尾强行登船,故需特别留意快艇的马达声。船员说通常油轮是目标,往往运载价值数百万美元燃油或油渣,可以泵走燃油或勒索赎款,但商船却只有货物,搬运困难,所以通常都是取易不取难的。


2015.6.18    晴
午夜时分,货轮徐徐驶进新加坡海峡,班兰蛋糕的香味顿时在梦中呈现。早上,我趁机将一套天文台纪念邮票送给段船长,感谢他这几天的照顾和帮忙(图十五)。在船公司代理的协助下我们入境新加坡,结束六夜五日的奇妙探空旅程。

图十五

图十五      笔者(左)感谢段绍达船长(右)支持这次船上探空试验。


我们正分析今次旅程所得的数据,看看对天气预报有没有帮助。无论如何,如能在南海施放探空气球,相信有助台风预报,对「一路」[2]的航行安全也有积极的贡献。

最后,再次感谢东方海外货柜航运有限公司的全力支持,特别是段绍达船长和他的团队一路上的协助和包容,也感谢大厨每日准备的美味饭餐,使我们的思乡病没有发作!



林学贤


注:

[2] 「一带一路」中的「一路」,意指「21 世纪海上丝绸之路」。


  • 非一般海上之旅 - 南海探空试验(上)

  • 星期五, 2015年 8月 07日

天文台于每天上午 8 时和下午 8 时(即协调世界时 00 和 12 时)都会在京士柏气象站,利用自动高空探测系统施放系有探空仪的气球作高空探测,天文台同事俗称这项工作为「放波」。在 2014 年年底,天文台添置了一套流动探空系统,探讨到京士柏以外的地方进行高空探测的可行性,以辅助业务运作和研究之用。其中一个想法是在南海上进行高空探测。翻查资料,原来天文台早在上世纪70年代已曾经在船上进行高空探测,当时天文台参加了一项全球性天气实验,在英军舰只和一艘商船上施放探空气球,以收集南海上空的气象资料(图一)。

图一

图一      天文台曾在 1970 年代在南海上施放探空气球。


事隔三十多年,我和 KC(高级科学助理冯国柱)怀着战战兢兢的心情,带着历史使命,于 2015 年 6 月 12 日晚上,登上「东方釜山号」[1]货柜轮,开始长约一周的「行船」生涯,目的地是新加坡(图二)。以下是整个航程的日记撮要:


图二

图二      从香港到新加坡航程和 7 个施放探空气球地点。



2015.6.12    晴
下午,知悉船已到香港,心情有些兴奋。晚饭后,跟孩子说声晚安和再见。KC 和我便前往葵涌货柜码头,办过出境手续,登上了「东方釜山号」(图三)。登船的还有阿周(高级科学助理周志雄),他协助我们检查装备,如遗漏任何工具,他也可返京士柏一趟取回。登船后,立即向船员查问仪器、工具等是否已运上船,并跟着检查清楚是否运作正常。在码头有颇多无线电噪音,仪器接收并不太理想,勉强过关,但相信在公海上情况会改善。接近深夜,在甲板目送阿周下船梯离开码头。

图三

图三      东方釜山号外貌。



2015.6.13    晴
船未离开香港水域时,先要了解逃生和船上安全措施。在船员带领下,有机会到轮机舱走了一圈,感受一下内里的暑热压力。船先驶到蛇口港(图四),中港两地的领航员先后登船为我们领航,在停泊数小时装卸货柜期间,KC 便趁机作最后测试(图五),准备好迎接明早的「东方釜山号第一波」。船在晚上约十时离开蛇口,经过繁忙的龙鼓水道、汲水门、东博寮海峡,船只于蒲台岛附近离开了香港水域。

图四

图四      货柜轮开往蛇口港途中,海面波平如镜。



图五

图五      调较流动探空系统的天綫。



2015.6.14    晴
一觉醒来,已是上午六时。这时船约在香港西南面 200 公里,手机讯号早已失掉,是时候考验自己没有手机和互联网的日子是怎样渡过的了!KC 大概非常期盼,六时半前已在驾驶舱准备就绪,急不及待接驳好仪器。虽然远离大陆,连岛屿也看不到,但无线电噪音仍不少,花了一段时间,终于搜寻到可用频谱,探空仪给锁定了,跟着便在桥翼上泵波(即为探空气球充入氦气,图六)。

图六

图六      为气球充入氦气。


船朝西南方驶去,航速约为 16 海浬,海面又正吹着十多海浬的西南风,加起来差不多约是烈风程度的风力!虽然 KC 是放波专家,但面对相等于达八号风球的风力,泵波和绑波时都显得有点吃力。眼见气球被风吹成弯月形(图七),船员见状也过来帮一把,一来感受一下放波的乐趣,同时亦了解了我们工作的艰辛。

图七

图七      气球被强风吹成弯月形。


大家都不敢怠慢,赶快把气球放开,探空仪于瞬间飞走,我亦即时跑回驾驶舱看看数据能否传回接收器。皇天不负有心人,处理器成功接收到数据,整个过程历时约三个半小时。这「东方釜山号第一波」总算是成功了,段绍达船长和当值船员也来跟我们道贺。但工作还未完成,接着是要把数据尽快传回天文台给预报员参考。船上没有光纤网络,唯一是用船长专用的电邮户口,经卫星把附带数据的电邮传送回香港。虽是星期日,但天文台是年中无休的,预报中心的同事正在等待着这个「第一波」。预报员收到「第一波」的探空资料时,将它跟京士柏同一时间的探空比较(图八),虽然位置只相距 200 公里,但上空的湿度已有所不同。

图八

图八      「东方釜山号第一波」(左)和京士柏气象站(右)的探空气象数据
(香港时间 2015 年 6 月 14 日上午 8 时)。


午睡过后,约下午六时半,晚餐是在甲板举行的 BBQ,可说是等同豪华邮轮的「船长晚宴」,只是没有华丽的礼服,但能和船长同桌共晋晚餐实是我们的荣幸。可惜KC和我要提早离席,为的是要施放晚上 8 时(即协调世界时 12 时)的探空气球。

汲取了早上的经验,心想今次会较为顺利。但由于已是入黑,我们要更加小心。准备探空仪过程一切顺利,泵波绑波在 KC 眼中没有难度,但事事顺利时往往是失败的先兆。今晚的风力不比早上弱,船上放波经验尚浅的我们满以为胸有成竹,把气球放开,谁不知风把气球吹向船上吊机,KC 和我心知不妙,气球给撞个正着被秒杀,探空仪应声堕入海中。船员也立即走过来看个究竟,庆幸气球没有撞坏船上仪器。在汲取经验和反省之际,我们决定把握时间,准备另一气球再次施放。今次段绍达船长出招了,他说可以稍为转舵(图九),好让风向(当时海面仍吹西南风)和船向(船正向西南航行)成一角度,气球便不会撞着船上仪器。这方法果然奏效,气球顺利飞出(图十),段船长真的当机立断,自此我们每次放波都采用这个办法,无往而不利!

图九

图九      上图是「东方釜山号」的航海雷达图像,白色虚綫显示船航行方向,
段船长只稍微改变船的航行方向,探空气球便顺利飞天。



图十

图十      船的航行方向稍微改变后,探空气球在黑夜顺利飞出的一刻。


当晚的天空并不是漆黑一片,相反是星光灿烂,这可能是我有生以来见到最多星星的一个晚上,比西贡、南区、屿南,甚至外国没有太多光害的夜空更加璀璨。数以万计的星星,肉眼都能看见的银河,使我自觉非常渺小,可惜不懂摄影的我,只有手机和手提摄录机,无法为它留倩影,只能把影像印在脑海中。


待续 ......



林学贤


注:

[1] 「东方釜山号」是香港志愿观测船队成员之一。