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星期四, 2013年 5月 09日

1900 年的庚子风灾

尽管九成影响香港的热带气旋都发生於 6 月至 10 月期间,但当遇到一些迟来的「秋台」时,本港亦曾需要在 11 月甚至 12 月初发出热带气旋警告。一般而言,在年底移近华南沿岸的台风通常会因东北季候风影响而减弱。但在 1900 年 11 月 10 日清晨,香港在防备不足的情况下被一个猛烈台风吹袭。由於 1900 年是中国历法的「庚子」年,该台风事件亦称为「庚子风灾」。这次秋季末台风事件成为了本港历史上其中一次最致命的风灾。然而,相比其他发生於 1874 年,1906 年和 1937 年等第二次世界大战前的主要风灾,是次风灾是较鲜为人知的。因此我们翻阅了一些当时的政府报告,报纸和历史气象记录,进一步了解这个秋季风灾的详情[1-6]

被忽略的台风信号

这股台风於 1900 年 11 月 5 日在菲律宾以东海面形成。随后两天它采取西北路径移动并於 11 月 7 日进入南海。它於 11 月 8 日及 9 日逐渐转向北移,靠近广东沿岸 (图一)。根据当时的天气图及现代再分析资料,这股台风的环流较大,直径约 800 至 1000 公里 (图二和图三)。因此,当时马尼拉天文台和香港天文台已适时就南海出现的台风向公众作出警告。本港方面,台风信号在 11 月 8 日开始悬挂,提醒市民有台风逼近[5],而台风炮於 11 月 9 日下午 6 时 15 分发出,向公众警告本港将会有烈风。

图一

图一      庚子台风於 1900 年 11 月 5 日至 10 日的路线图。



图二

图二      1900 年 11 月 8 日的天气图。
(资料来源: 美国国家海洋与大气管理局(NOAA)中央图书馆国家海洋数据中心)。



图三

图三      1900 年 11 月 9 日的再分析平均海平面气压及其 10 分钟风数据图。
(资料来源: 美国国家海洋与大气管理局(NOAA) 20 世纪「再分析」[7] )。


随着台风逼近香港,本港於 11 月 9 日晚上东北风增强及达烈风程度。当台风眼壁从南面迫近本港,天文台的风力於 11 月 10 日早上4时达暴风程度。在早上5时风势最猛烈之时,香港天文台录得每小时平均风速达每小时 61 海里左右 (113 公里/小时) (图四)。台风中心很有可能在随后三小时经过香港东部,而天文台的气压於早上 6 时左右下跌至最低的 974.9 百帕斯卡 (图五)。这仍然是香港有记录以来 11 月份海平面气压的最低纪录[9]

图四

图四      天文台总部在 1900 年 11 月 9 日及 10 日的每小时平均风速及风向。风速是基於天文台总部的 Beckley
风速表录得的数据及采用天文台第 66 号技术报告中建议的转换因子[8] 所计算。



图五

图五      天文台总部在 1900 年 11 月 9 日及 10 日录得的每小时海平面气压。


基於天文台在台风掠过香港期间的每小时观测,我们尝试估计该台风当时的每小时位置及气压分布,并把结果以动画形式表达(参见连结: http://www.hko.gov.hk/img/1900typ_obs_isobar_track.GIF)。需留意的是动画中所示的等压线结构是假设该台风的形状在登陆前仍是大致保持圆形及强度不变。

根据当时的报章报导和港督报告[1,4],天文台已适时通知公众有关台风迫近的消息,而恶劣天气亦如预期中出现。可惜的是,因为当时大部分公众不太相信在这个季节仍会有如此猛烈的风暴影响香港,所以他们不太重视相关警告及没有采取应有的预防措施。


这股十一月的台风有多罕见?

正如之前提过,在 11 月 10 日早上 5 时在天文台录得的最高平均风速达每小时 61 海里。这风力可跟其他熟识的 10 号风球台风相比,如姬罗莉亚 (1957),露比 (1964),露丝 (1971)等[10]。根据天文台过去 130 年的记录,这股庚子台风是第一个於 11 月份在香港登陆的台风。第二个於 11 月份在香港登陆的热带气旋出现在 1939 年。该股台风於 1939 年 11 月 23 日从西至东横过香港,移动路线较为罕见[11],当时悬挂了 9 号风球。虽然在 1900 年还未引进十号飓风信号,而且自 1931 年加入十号风球以来从未於 11 月份发出过,但根据该台风袭港时天文台的风力和气压记录,这股庚子台风极有可能曾为本港带来飓风,尤其在香港东部。

於第二次世界大战前,除了 1900 年和 1939 年的台风,仅有另一股台风在 1915 年 11 月份为天文台带来烈风。至於战后,则曾经有两股台风需要在 11 月份悬挂 8 号或更高警告信号,它们分别出现於 1954 年 (9 号信号) 和 1972 年 (8 号信号)。巧合的是,他们都被命名为柏美娜。考虑上述的台风,在过去的 130 年内,香港在 11 月份悬挂 8 号或更高信号平均约每 26 年发生一次。因此,从统计角度,香港已有一段时间没有出现这类秋季末的 8 号风球。上一次在 11 月份受台风影响而需要悬挂3号或以上热带气旋警告信号已是早在 1993 年台风艾拉袭港期间。虽然当时只是悬挂 3 号风球,但本港部分地区也曾短暂出现烈风。

损失和人命伤亡

该股台风为本港造成广泛破坏和严重人命伤亡。很多舢舨及小艇被大浪击沉甚至砸为碎木(图六)。据报有十艘蒸汽艇及 110 艘帆船沉没,整个海港都是船只残骸。炮艇 HMS Sandpiper 在停泊处沉没,而她的船员除一位之外全部被鱼雷舰 HMS Otter 救起。大型挖泥船 "Canton River" 也被吹翻沉没。天星小轮码头亦遭到严重破坏。在陆上,有很多房屋损毁,尤其是在山顶区,所有在油麻地填海区的棚屋被强风夷平,大批树木损坏或被连根拔起。灯柱及电话柱被强风吹致弯曲。超过 200 人在这致命的几小时中丧生。

图六

图六      1900 年 12 月 22 日伦敦画报报导庚子台风在香港所带来的破坏。


从气象记录及历史文献的叙述来看,这次 1900 年的台风对防风措施准备不足的香港带来了可怕的灾害和破坏。这次台风事件突显出除了及时和准确预报外,公众对防灾的意识及应变能力亦是关键所在。然而,在香港无论是在台风 "旺季" 或 "淡季",我们应该对台风的威胁经常保持警惕。



岑智明(1), 江君彦(2),李子祥(1)

(1) 香港天文台
(2) 美国国家海洋与大气管理局天气预报中心


参考资料:

[1] 1900 年 11 月 10 日「中国日报」(以英文发表)

[2] 1900 年 11 月 12 日「中国日报」(以英文发表)

[3] 1900 年 11 月 12 日「香港日报」(以英文发表)

[4] The Hong Kong Blue Book for the Year 1900 (以英文发表)

[5] 1900 年 11 月香港气象观测摘录 (以英文发表)

[6] Meteorological Results 1900, 香港天文台 (以英文发表)

[7] NOAA Earth System Research Laboratory 20th Century Reanalysis (以英文发表)

[8] W.C. Poon, HKO Technical Note No. 66, 1982: Tropical cyclone causing persistent gales at the Royal Observatory 1884-1957 and at Waglan Island 1953-1980 (以英文发表)

[9] http://www.hko.gov.hk/cis/extreme/mon_extreme_c.htm

[10] 自一九四六年起引致天文台发出十号飓风信号的台风

[11] G.S.P. Heywood (1940). "The Typhoon of November 17th to 25th, 1939". Appendix B of the Meteorological Results 1939, Royal Observatory (以英文发表)

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星期五, 2013年 5月 03日

今年 (2013 年) 的端午节究竟在哪天 ?

今年 (2013 年) 农历五月初一日是公历哪一天曾引起公众的讨论 (http://www.ettoday.net/news/20121120/129516.htm)。根据英国皇家航海历书局及美国海军天文台的天文精算数据制定的《香港天文台年历 2013》[图一],今年农历五月初一日为公历 6 月 8 日,与国内官方的年历版本都是一致,可是民间有些常用的万年历却以公历 6 月 9 日定为农历五月初一日,导致端午节 (农历五月初五日) 出现两个不同的版本。

事实上,官民历书不一致的情况并不罕见。从表一可见,未来二十年还会有三天出现类似的情况,包括 2030 年的农历正月初一日亦出现官民两个不同的版本!

表一

表一      香港天文台公历与农历日期对照表与部分民间万年历的比较。


为什么会出现不同的版本呢?我们先从天文的角度,了解一下农历初一日的定义。

农历以「朔」,又称「新月」,为每个月的开端,当月球和太阳的黄经[1] 相等那一天便是「朔日」,亦即初一日[2]。不同的历书,计算出不同的日期,主要牵涉两个问题:第一是过时的天文运算,第二是时间标准的改变。

首先,随着科技的进步,天文运算亦会更为精准。因此每隔若干年代,官方会使用最新的天文公式及数据,对年历从新计算并进行修正。现时香港天文台及国内紫金山天文台,也会因应国际天文组织的最新决议,及根据美国喷气推进实验室编制的数据表,作出计算以修正年历。不过,部份民间万年历仍旧使用过时的天文算法,或抄袭旧版的官历。若太阳和月球的黄经相同一刻发生在非常接近子夜的时候,使用不同公式及数据的天文算法,将会计算出不同的朔日日期。例如,今年农历五月初一日,若以最新的天文公式及数据计算,太阳和月球黄经相同的时间发生在 6 月 8 日香港时间晚上 11 时 56 分。但若以旧有的天文公式及数据运算,这个时间便会出现在 6 月 9 日香港时间 0 时 0 分或以后,使初一日定在 6 月 9 日了。表二显示,在表一中的四个问题初一日,太阳和月球的黄经相同的时间,都在子夜附近发生。

表二

表二      表一中的初一日当月球和太阳的黄经相等时的公历日期及香港标准时间。


其次,即使完全相同的天文运算方法,若采用不同的时间标准换算,也有不同的日期结果。清末民初时期,计算上仍以东经约 116.383 度(北京的经度)的平太阳时[3],作为标准时间;当中华人民共和国成立后不久,全国便开始划一使用东经 120 度的平太阳时作标准时间,历法中的朔点及节气点的计算结果也换算成协调世界时加 8 小时。在这两个不同的标准时间下,一日的开始已经可以相差约 14.468 分钟,因此采用不同经度的标准时间计算,即使天文算法一样,都会有不同的结果产生。例如,1916 年的农历正月初一日,若以现时的香港标准时间计算会在 2 月 4 日 (月球和太阳的黄经相等出现在 2 月 4 日 0 时 5 分);但以当时的标准时间计算,便定在 2 月 3 日 (月球和太阳的黄经相等出现在 2 月 3 日 23 时 51 分) 了。

现时民间万年历发行颇多,又多没有注明作者及数据来源,随便抽一本翻阅,难以追溯是采用哪一个时期的天文算法及标准时间,计算结果只要相差一分钟,日子便会相差一天了。因此,最新的官方历书与众多民间历书出现不同版本,实不足为奇。若果有疑问时,请查阅天文台的年历 (http://www.hko.gov.hk/gts/astron2013/almanac2013_index_c.htm) [图二]。



黄伟光、刘迪森


参考资料:

[1] http://zh.wikipedia.org/zh-hk/黄经

[2] 香港天文台农历历法网页 http://www.hko.gov.hk/gts/time/calendarinfoc.htm

[3] http://www.hko.gov.hk/gts/time/basicterms-UTandGMTc.htm


图一

图一      香港天文台年历。


图二

图二      香港天文台年历电子版。


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星期一, 2013年 4月 15日

香港天文台的地震监测和信息服务

地震是一种可以造成严重破坏的自然现象,由其引发的海啸所造成的破坏更可远至数千里之外。2004 年印度洋海啸、2008 年汶川地震、2010 年海地地震、以至 2011 年的日本海啸,都是令人震栗的重大灾害事件。

香港平均每年有两次可以感觉到的地震,其中只有极少数曾造成建筑物轻微损毁。虽然在香港出现破坏性地震的机会不大(见土力工程处参考便览 2/2012 号),但香港对外商贸文化交流频繁,海外的地震及由此而起的海啸往往受到正在或计划外游的香港居民、旅居外地的亲友、以及政府机构和私营企业的关注,各界因而对全球地震消息有殷切需求。香港天文台有需要密切监测地震活动,方能适时为市民提供地震资讯。

1918 年南澳发生 7.3 级地震,香港少数建筑物的墙壁出现轻微损毁,促使天文台於 1921 年开始应用长周期地震仪监测地震。1976 年唐山大地震引起市民对地震的关注,天文台遂於 1979 年建成具有四个台站的地震台网,令天文台具备对境内及邻近约二百公里范围内的地震进行监测和分析的能力。1997 年台网扩展至九个台站。2010 年位於香港岛半山区宝珊道的宽频地震站落成启用,并成为「全球地震台网」一百五十多个地震站的一员(图一、二)。宝珊宽频地震站加强对南海地震和海啸的监测,亦令香港地震台站增至十个(图三)。2011 年,香港地震台网的其中五个台站更加设可实时传送数据的加速度仪,有望加快本地有感地震的烈度推算,从而为市民提早发放本地有感地震报告及讯息。

过去数十年间,通讯科技的发展大大加快了地震数据的交换,令地震分析变得更为及时。战前天文台的职员在利用人手分析地震波到达香港的时间后,需要将结果邮寄往英国的「国际地震汇编」,然后由「国际地震汇编」编制全球地震分析报告(图四),历时数以日计。直至六十年代初,天文台开始向当时的「太平洋海啸警报服务中心」提供地震分析信息以及为本地传媒就全球较大地震提供资讯,当时一般可以在地震发生后数小时发放(图五)。九十年代末期互联网的出现使地震新闻稿的发放逐步加快至一小时左右。於 2007 年,天文台自行开发了一套软件,使大部分编制地震新闻稿的程序自动化,令发放时间进一步缩短至约半小时。2010 年天文台开始运作「自动地震资讯系统」,利用从世界各地地震站实时接收的波形数据进行自动和人工分析(图六、七)。2011 年三月,天文台试验经 Twitter 向公众发放地震速报(图八),其后将服务逐步拓展至微博和 RSS,并为电子传媒及其他特别用户提供以手机短信和电子邮件发放。2012 年八月,地震速报试验版正式提升至业务运作。现时,地震速报一般可以在 6 级或以上地震发生后十分钟便能发出,与过往数以日计的地震资讯服务,实在不可同日而语。



胡宏俊、莫庆炎


相关网址:

1. 香港天文台Twitter地震速报:https://twitter.com/HKOQEMC

2. 香港天文台@Twitter:http://twitter.com/HKObservatory

3. 香港天文台@新浪微博:http://www.weibo.com/hkobservatory


参考:

[1.] 土力工程处参考便览 2/2012 号

[2.] Twitter地震速报试验版 (2011 年 3 月 23 日)

[3.] 香港天文台的全球地震资讯服务 (第五届粤港澳地区地震科技研讨会,澳门,2012 年 4 月 12-13 日)

[4.] 香港天文台地震速报正式进入业务运作 (2012 年 8 月 22 日)


图一

图一      位於香港岛半山区宝珊道的香港宝珊地震站。



图二

图二      香港宝珊地震站为全球地震台网一百五十多个台站之一。



图三

图三      香港地震台网的十个台站分布。



图四

图四      香港天文台的地震仪记录出现於 1922 年由「国际地震汇编」编制的全球地震分析报告。



图五

图五      香港天文台於 1979 年 1 月 27 日以人手发出的地震新闻稿手稿。



图六

图六      天文台职员正进行人手地震重覆分析。



图七

图七      天文台的自动地震资讯系统进行自动分析的情况。图中印尼附近的橙黄色圆形标志地震震中位置,
三角形表示监测到这次地震的台站。



图八

图八      香港天文台经 Twitter 发放的地震速报。


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最近修订日期: <2013年5月10日>