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  • 多旋共舞

  • 星期三, 2016年 9月 21日

2016 年 8 月西北太平洋及南海区域热带气旋的发展相当活跃,先后有多个热带气旋生成,当中更有四个(电母、蒲公英、狮子山及圆规)于 8 月 20 日早上同时在这区域出现。

翻查天文台 1960 年至今的记录,三个热带气旋同时在西北太平洋及南海区域出现的情况差不多每年都会发生。而四个热带气旋同时出现的情况则相对较少,2000 年至今共出现了四次,详情见下表:

表一


而在这区域最多热带气旋同时出现是五个,于 1960 年(图一)及 1985 年(图二)前后共两次。1960 年 8 月 23 日早上,有位于台湾以东海域的伊兰、在朝鲜半岛以西的嘉曼及位于西北太平洋的黛娜、菲尔及比丝。当中伊兰横过台湾后移近广东沿岸,天文台需要悬挂一号戒备信号。1985 年 9 月 1 日早上,有位于日本海的奥迪莎及帕特、在日本以东的露比、在菲律宾以东的戴丝及在国际换日线附近的史基培。戴丝其后进入南海并增强为台风,在香港西南 200 公里内掠过,天文台一度需要发出八号烈风或暴风信号。

图一

图一      1960 年比丝、嘉曼、黛娜、伊兰及菲尔的路径图



图二

图二      1985 年奥迪莎、帕特、露比、史基培及戴丝的路径图


热带气旋之间通常需要约 10 – 15 度分隔距离的发展空间,以经度而言西北太平洋及南海区域由西至东约有 80 度(东经100 度至 180 度),也可以解释为何到目前为止曾出现的最多数目是五个。六个虽然绝非不可能,但还要拭目以待。



蔡振荣、胡文志


  • 不稳定的天气

  • 星期五, 2016年 9月 09日

上周末的天气报告提及本周香港的天气不稳定,大家知不知道「不稳定」是什么意思呢?

「不稳定」其实是指天气情况易起变化或多变,虽然未必整天下着雨,但只要条件配合,便会一触即发下起雨来,甚至出现雷暴。在气象学上亦有所谓大气的不稳定度,而天气预报员分析不稳定度的其中一个方法,就是研究气温的垂直变化和大气湿度,即气象界常用的 K 指数,它可以从高空探测资料计算出来,而电脑「数值天气预报模式」亦能提供未来数天指数的预测供预报员参考。上述的 K 指数的计算式分三部分,分别为(一)温度直减率,即温度随着高度上升而递减的幅度;(二)大气低层水汽量及(三)大气中层的水汽饱和程度。一般来说,如果温度直减率越大(即接近地面的温度越高,而高空的温度越低)、大气低层水汽越充足及大气中层水汽越接近饱和的话,K 指数就会越高,这表示对流活动容易被触发,出现降雨或雷暴。

天文台利用自动高空探测系统,每天发放两次探空气球,获取高空气象数据。以今年 9 月 5 日早上的探空资料为例(图一),当时近地面的温度高,上空的气温亦随高度的增加而快速下降(图一中红色圆圈),近地面的暖空气因密度较低,容易向上升及形成对流活动。此外,探空资料亦显示大气的空气温度及露点温度的相差小,即代表大气湿度高,充分的水汽足以制造降雨。从这次探空计算出来的 K 指数高达 37,而一般来说,当指数达 33 已有条件触发雷暴。事实上,当日香港有骤雨及雷暴,普遍录得超过 30 毫米雨量,部分地区的雨量更超过 70 毫米(图二)。

图一

图一      2016 年 9 月 5 日早上的高空探测图。图中空气温度和露点温度接近的地方表示湿度高,大气接近饱和。



图二

图二      2016 年 9 月 5 日的总雨量分布。


纵使大气不稳定,仍需要一些催化机制,才会触发降雨及雷暴,例如当香港附近有低压槽或高空扰动,能有助空气抬升。其他包括中小尺度天气系统及地形影响等,亦是天气预报员须要考虑及分析的因素。以后当大家听到天文台预告未来数天天气不稳定,要特别留意往后更新及更详尽的天气评估啦!



刘保宏   李立信


  • 一口钉的故事

  • 星期二, 2016年 9月 06日

天文台报告天文涨潮时的海平面高度或台风袭港期间的最高海平面高度,都有提及「高度」这个名词。究竟所谓「高度」是如何计算的呢?

以下例子是摘取自天文台 2014 年 9 月 16 日台风海鸥袭港期间发出的热带气旋报告:「预料鰂鱼涌的海水高度会在上午1时正至上午 4 时正期间上涨至海图基准面以上 3 米,海水上涨可能会引致低洼地区出现水浸。」

「海图基准面」正是海平面高度的参考基准。事实上,它同时亦是海深的参考基准[1]。作为海水高度和深度的描述,基准面最好就是经常位于潮水以下,因此「海图基准面」通常都是基于最低的天文潮位而定。由于不同地点的潮汐高度不一样,各地的「海图基准面」也会有所不同。香港「海图基准面」是如何制定的呢?这便要从一口钉说起了 (图一)。

图一

图一      左图为「利福民螺钉」。右图为 1866 年英国皇家海军测量船「利福民号」在香港进行测量工作的详细记录。展品由地政总署借出于香港海事博物馆展示 (鸣谢地政总署及香港海事博物馆)。


远在 1866 年,当时英国皇家海军测量船「利福民号」在香港岛北部海岸进行测量工作,并在香港海军船坞 (即现今湾仔金钟地铁站附近) 的花冈岩地基石之上嵌入一口螺钉 (其后被称为「利福民螺钉」)作为测量高度的基准。螺钉的位置相对于当时所测量的基准面高 17 呎 10 寸 (5.435 米)。这个基准面 - 「香港主水平基准面」 (Principal Datum) - 其后被采用作为香港陆地上量度高度的基准[1]。所有高于「香港主水平基准面」的高度,可根据相对于「利福民螺钉」的高度,再加上 5.435 米计算得出。此后,以「利福民螺钉」为基准,在香港境内先后设立了超过 1,700 个经过精确测量的「水准点」 (至 2016 年 1 月),作为高度测量之用[2]

天文台首任台长杜伯克博士 (Dr William Doberck) 于 1887 至 1889 年期间在维多利亚港尖沙咀附近利用一个验潮仪进行潮水观测,并计算了平均海平面、最高及最低潮位的高度[3]。其后,当时的英国 Nautical Almanac Office 分析了所收集的潮汐数据,并使用分析结果作为 1893 年起香港潮汐预报的依据[4],再由英国海军部 (Admiralty) 出版潮汐表。于 1910 年代初期,潮汐表所提供的每日潮汐预报的潮水高度以「利福民螺钉」以下 19 呎 2 寸 (5.842 米) 的高度为基准 (图二) ,该高度相对于大潮时的极低潮位。 潮汐预报其后于1917年参考了印度大潮时的最低潮位(Indian Spring Water(1)) ,改为以「利福民螺钉」以下 18.31 呎 (5.581 米),即「香港主水平基准面」以下 0.48 呎 (0.146 米) 的高度为基准(图三)。自此,这个高度被采纳为香港海图的基准 (随后被称为海图基准面 Chart Datum) ,作为海水高度及海深测量的基准 [6,7]。图四显示平均海平面、潮汐高度、海深及各基准面与「利福民螺钉」的关系。

图二

图二      英国海军部 (Admiralty) 出版的「Tide Tables for Standard Ports in the United Kingdom and Other Parts of the World for the Year 1914」中有关香港潮水高度基准的描述 (UK Hydrographic Office提供,www.ukho.gov.uk)。


图三

图三      英国海军部 (Admiralty) 出版的「Tide Tables for Standard Ports in the United Kingdom and Other Parts of the World for the Year 1917」中有关香港潮水高度基准的描述 (UK Hydrographic Office提供,www.ukho.gov.uk)。


图四

图四      平均海平面、潮汐高度、海深及各基准面与「利福民螺钉」的关系(不依比例)。潮汐变化以蓝线显示。


1959 年「利福民螺钉」被暂时搬移,直至 1962 年原址拆卸后被重新安装在添马舰英军总部普乐大厦东面的墙上。1997 年 4 月英国海军基地迁往昂船洲,「利福民螺钉」亦被移除,其后才归还香港地政总署保存[8]。「利福民螺钉」完成其历史任务后,现时已成为香港海事博物馆的一件文物展品。



莫庆炎   吕永康


注:

(1) 用于不规则潮汐地区的最低潮位,原本用于印度洋部份地区[5]


参考:

[1] 地政总署网页有关香港高度及水深基准的解释 (http://www.landsd.gov.hk/mapping/tc/publications/map.htm)

[2] 香港水准点的资料: (https://www.geodetic.gov.hk/smo/gsi/programs/tc/GSS/GSI/keymaps.htm)

[3] Observations made at the Hong Kong Observatory in the year 1889, W. Doberck, Director, 1891 (只以英文出版)

[4] 1891 年及 1892 年天文台台长报告(只以英文出版)

[5] Glossary of Meteorology (http://glossary.ametsoc.org/wiki/Main_Page)

[6] High-level coastal deposits in Hong Kong, GEO Report No. 243, J.C.F. Wong and R. Shaw, Geotechnical Engineering and Development Department (只以英文出版) (http://www.cedd.gov.hk/eng/publications/geo_reports/doc/er243/er243links.pdf)

[7] 香港大地测量基准说明, 地政总署测绘处,第 B5 页(http://www.geodetic.gov.hk/data/pdf/explanatorynotes_c.pdf)

[8] 香港海事博物馆「利福民螺钉及 1962 年利福民螺钉纪念牌」展品