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  • 「黐身」的暴雨

  • 星期五, 2015年 7月 31日

现时正值夏天,时会出现暴雨。说起暴雨,令人想起 1992 年 5 月 8 日,当日香港广泛地区出现暴雨,引致二百多宗水浸及多宗山泥倾泻,路面交通瘫痪,金钟部分道路变成急流,多处变成泽国,有多个市民被急流冲到低洼处,更有数名市民死亡,相信年长的市民对此场暴雨亦记忆犹新。正是这场暴雨后,香港天文台建立了暴雨警告系统。

今年 7 月 22 日,香港受到一股活跃西南气流影响,天气不稳定,出现了大雨及狂风雷暴。港岛西区受影响较大,整日录得超过 300 毫米雨量(图一)。当日天文台发出的黄色暴雨警告维持接近 12 小时,而山泥倾泻警告亦生效超过 6 小时。

图一

图一      7 月 22 日香港全日的雨量分布。


这次影响香港的雨带有一个特点,就是强降雨区的范围较小,但停留在同一地方的时间较长,就像药水胶布一样黏着香港南部,令局部地方雨势大,而新界雨量则不多。图二的雷达图显示强降雨区在早上一段长时间几乎停留在香港南部,而新界区雨势较弱。以其中一个较大雨的时段,即上午 7 时 45 分至 8 时 45 分为例,南区各个雨量站在一小时内录得 6 至 89 毫米雨量、中西区各站录得 28 至 72 毫米、而湾仔则录得 42 至 63 毫米。接着最多雨量的分别是离岛区、东区、油尖旺和九龙城,一小时录得的雨量少于 50 毫米。部分九龙区及新界大部分地区雨势则弱得多,一小时录得的雨量甚至少于 10 毫米。由此可见,不同地区的雨势差异很大,而强降雨集中在香港南部一些地区。

图二

图二      7 月 22 日的天气雷达图像(a)上午5 时 36 分(b)上午 9 时正,
橙黄色部分代表强降雨。


天文台发出暴雨警告信号,主要是根据香港广泛地区录得或预料每小时的雨量作为指标,而黄、红和黑色暴雨警告的每小时的雨量指标分别是 30、50 和 70 毫米。7 月 22 日早上本港广泛地区的雨势符合了黄色暴雨警告的雨量指标。虽然个别在香港南部的地区曾经录得每小时超过 50 毫米的雨量,但这水平的强降雨并没有扩大至香港的广泛地区,因而天文台没有进一步提升暴雨警告级别,但就大雨可能造成的斜坡倒塌危险,于上午 10 时 45 分发出山泥倾泻警告,亦和相关政府部门紧密联系和提供雨量资料,帮助它们采取应变措施和执行紧急救援工作。

暴雨变化可以很大,有其随机性,准确预测暴雨确是一大挑战。暴雨警告系统旨在及早提醒市民暴雨可能造成严重影响,并确保各应急服务机构和部门作好准备,执行紧急救援工作。市民除了留意暴雨警告信号的级别,应要留意自己身处地方的情况,提高警觉及采取适当措施,以保安全。



李立信


  • 东临台风的挑战

  • 星期一, 2015年 7月 27日

香港位处华南沿岸,北靠中国大陆,南临南中国海。热带气旋从海而来,当它们在华南沿岸登陆后便往往继续进入内陆并逐步减弱和消散。有一些热带气旋会由香港东面而来,接近华南的海岸并移近本港,只要其往西前进的角度稍有改变(图一),它们不单在登陆的情况有所不同,其强度变化亦可出现较大的差异,可以说是差之毫厘,谬以千里。为什么会是这样呢?

如果热带气旋位于香港东面的海上,只要其往西的移动路径带点偏北分量,便会早点登陆华南沿岸的东部(图一的路径 1;图二),然后横过内陆一段距离才移至香港北面,即是说,热带气旋在内陆减弱一段较长的时间才接近香港,届时其强度已明显减弱,对本港的威胁相对较少。但如果热带气旋的移动路径是西中偏南,虽然近岸却未登陆,或偶一登陆便再度出海(图一的路径 2),这样的话,它们可以维持其强度而接近香港,并为我们带来较大威胁,1999 年吹袭香港的台风玛姬就是一个例子(图三),当时天文台发出了九号风球,玛姬在香港的西贡半岛登陆,为本港带来烈风和大雨。而且受到地形屏蔽的影响下,从香港以东靠近的热带气旋所带来的偏北风一般都是初时较弱,但在热带气旋相当接近香港时,本港风力会急剧增强的,玛姬的个案就清楚说明了这点:当时本地的北风自到达强风后不足三小时便吹起烈风了(图四)。由此可见,对于由东面而来的热带气旋,只要其向西前进的角度有些微的变化,对香港天气的影响可以有极大的差异。

图一

图一      东临台风的移动方向只要有些微变化,其登陆地方及强度变化可以有较大差异。



图二

图二      2001 年 9 月的热带气旋百合在汕头登陆后便逐渐减弱,在最接近香港前
已减弱成为热带低气压。



图三

图三      玛姬沿着华南海岸向西移动,登陆香港前仍维持台风强度。



图四

图四      当玛姬相当接近香港时,本地风力在不足三小时内由强风增至烈风。


2015 年 7 月初影响香港的莲花,亦是由东面而来的热带气旋例子。在 7 月 9 日早上,莲花位于香港以东二百多公里外的海上,为一结构完整的台风,并采取偏西的路径移向本港。天文台和政府飞行服务队合作派出的定翼机于莲花风眼附近录得飓风风速,而烈风范围半径亦有大约 100 公里。由于预计莲花沿着海岸移动而并非深入内陆,因此有机会维持相当的强度,加上它逐步逼近香港,本地风力有机会在短时间内拾级而上。结果莲花虽然在天文台北面只有约 50 公里的地方掠过(图五),但在未到达前已经迅速减弱,与其相关的烈风并没有普遍影响香港。这情形与 2001 年的热带气旋尤特(图六)的情况大相径庭。当年尤特在汕尾附近登陆后虽然减弱为强烈热带风暴,并在天文台北面约 80 公里的内陆地区掠过,但仍能够为本港带来长时间的烈风和大雨。

图五

图五      莲花在未到达前已经迅速减弱,并于天文台北面只有约 50 公里的地方掠过。



图六

图六      尤特在天文台北面约 80 公里的内陆地区掠过,为本港带来烈风和大雨。


以上的几个案例虽然都有其不同的天气背景和科学因素以致出现了「差之毫厘,谬以千里」的结果,不仅显示东临台风对香港的威胁是不可轻视的,而且也了解得到预测东临台风是充满挑战的,这些个案有很多值得我们研究的地方,亦是天文台日后发出热带气旋警告值得参照的例子。



李立信


  • 热带气旋间的相互作用

  • 星期二, 2015年 7月 07日

今年踏入七月,在西北太平洋的热带气旋活动转趋活跃,卫星图上 (图一)显示在南海东北部和西北太平洋共有三股热带气旋。大家可能会问: 如果灿鸿继续靠近莲花,会对后者有什么影响? 以往也曾同时出现三个热带气旋的情况,但为数不多,较近年的例子可参阅天文台教育资源文章

图一

图一      2015 年 7 月 6 日上午八时的可见光卫星图像,显示在南海东北部的热带气旋莲花及在西北太平洋的
灿鸿和浪卡。[此图像接收自日本气象厅的多用途输送卫星-2 (MTSAT-2)]


早在上世纪二三十年代,藤原咲平博士 (Sakuhei Fujiwhara,1884 - 1950 年) 已发现当两股热带气旋互相靠近时,两股热带气旋会倾向围绕它们之间的一点,以反时针方向旋转。这现象一般称为藤原效应。有研究指出当两股热带气旋靠近至距离约一千二百公里时,相互作用便变得明显,距离越近,相互作用便越大[1],而开始发生相互作用的分隔距离跟热带气旋的大小有关[2]。另有研究亦指出,两股热带气旋的相互作用,取决于热带气旋的强度、范围的大小,以及环境的引导气流; 而两股不同大小的热带气旋,很有可能比两股大小相当的热带气旋有较大的相互作用[3]


当两股热带气旋互相靠近时,可以出现以下几种不同的情况:

(1) 两股热带气旋跟着一个稳定的旋转轨迹移动 (即藤原效应),随后释放及逃离互相的影响(图二),例如在 2009 年的热带气旋芭玛在菲律宾附近受到另一热带气旋茉莉的牵引,在 10 月 5 至 7 日的路径出现了绕圈的情况(图三、四);

图二

图二      热带气旋相互作用概念模型展示两股热带气旋的相互作用: 移近及捕获,接着一个稳定的旋转轨迹移动 (即藤原效应),随后释放及逃离互相的影响。图解改编自Lander and Holland (1993)。


图三

图三      2009 年 9 至 10 月热带气旋芭玛及茉莉的路径图。


图四

图四      2009 年 10 月 3 日至 12 日的红外线卫星图像动画显示热带气旋芭玛及茉莉。(HKT为香港时间,
卫星图像接收自日本气象厅的多用途输送卫星-2 (MTSAT-2))



(2) 其中一股热带气旋被另一热带气旋吞并,或较小的热带气旋减弱并消散,又或两者合并(图五)。这情况通常发生在其中一股热带气旋明显较大及较强的时候[4],例如1998年的谢柏和雅历士(图六),及 2010 年位于台湾海峡附近的南川被位于南海东北部的狮子山牵引,随后减弱并消散(图七、八);

图五

图五      热带气旋相互作用概念模型展示两股热带气旋互相影响,越走越近,并随后合并。
图解改编自 Lander and Holland (1993)。


图六

图六      1998 年 10 月 10 日至 13 日的红外线卫星图像动画显示热带气旋谢柏和雅历士。
(UTC 为世界协调时间,卫星图像接收自日本气象厅的地球同步气象卫星(GMS),
动画改编自University Corporation for Atmospheric Research (UCAR))


图七

图七      2010 年 8 至 9 月热带气旋狮子山、南川及圆规的路径图。


图八

图八      2010 年 8 月 30 日至 9 月 1 日的红外线卫星图像动画显示狮子山、南川及圆规。(HKT 为香港时间,卫星图像接收自日本气象厅的多用途输送卫星-2 (MTSAT-2))



(3) 两股热带气旋只发生间接的相互作用,它们的移动路径主要受到其他天气尺度系统的引导气流影响[4][5] (图九)。

图九

图九      热带气旋相互作用概念模型展示其他天气尺度系统(如副热带高压脊)为热带气旋的主要引导气流。
图解改编自 Carr and Elsberry (1997)。


每当有两个或以上热带气旋发生相互作用时,它们会互相牵引、旋转、使其一减弱、吞并或逃离等,再叠加在天气尺度环境的引导气流上,它们的路径便会变得相当复杂,令到预测更为困难。现今虽然我们能掌握基本的概念模型,而电脑数值模式亦大致能处理热带气旋间相互作用的过程,但在多变数的情况下(包括热带气旋的强度、大小及相对位置的变化等),不同模式的预测亦会有所分别,对预报员仍然带来很大的挑战。无论如何,市民应密切留意天文台发出的最新热带气旋消息及天气预报。



龚颖恒、林静芝


参考:

[1] Brand, S., 1970: Interaction of binary tropical cyclones of the western North Pacific. J. Appl. Meteor.,9, 433-441.

[2] Introduction to Tropical Meteorology, 2nd Edition, Chapter 8: Tropical Cyclones, MetEd (2010) (http://meted.ucar.edu/), COMET Program, UCAR.

[3] Prieto, R., B. D. McNoldy, S. R. Fulton, and W. H. Schubert, 2003: A classification of binary tropical cyclone-like vortex interactions. Mon. Wea. Rev., 131, 2656-2666.

[4] Lander, M. A., and G. J. Holland, 1993: On the interaction of tropical-cyclone-scale vortices. I: Observation. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 119, 1347-1361.

[5] Carr, L.E., III, and R. L. Elsberry, 1997: Objective diagnosis of binary tropical cyclone interactions for the western North Pacific basin. Mon. Wea. Rev., 126, 1734-1740.