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夜间低空急流

    撰文:陈营华     2012年3月

  1. 夜间低空急流是指晚间大气低层的一道急速气流,通常在晴空无云的晚上出现。日落后靠近地面的空气温度下降,低空产生「逆温层」情况,即气温随着高度增加而上升,大气的稳定度亦随之而增强,抑制大气的垂直运动。日间因日照地面受热而引发的湍流和对流活动在夜间消减,少了这些干扰,空气可以顺畅地趋向以水平方向流动。不少文献已记载了在欧洲、美国大平原和非洲等地所观测到的夜间低空急流。以下一个实例显示香港秋季的天气条件亦颇有利于夜间低空急流的形成。

    2010年10月底,一股乾燥的东北季候风为香港带来晴朗的天气。从天文台在长洲的风廓线仪10月30-31日的记录可以见到夜间低空急流的发展和消散过程(图一)。日间接近地面气温因日照受热而上升至摄氏20度以上,引发空气混合的湍流,令低空风速减弱。10月30日14时52分的垂直风速廓线(蓝线)显示1,800米以下的风速都低于10米/秒,风速的垂直变化普遍较小。日落后,最高风速超过20米/秒的急流在1,600米至1,800米的高度出现(紫线),午夜后急流的轴心下降到800米至 1,000米之间的高度(绿线),急流形成亦导致风切变(即风速随着高度的急剧变化)增强。翌日早上日出后,急流减弱,急流轴心的风速少于15米/秒(粉红线)。当天下午,风速垂直廓线回复到类似前一天的情况(橙线)。

    天文台位于海拔950米以上的大帽山测风站也记录了那两天夜间低空急流的发生(图二)。风速时间序列显示风速在10月30日接近黄昏时开始明显上升,风速达12米/秒以上,急流大致上维持至翌日上午八时左右,随后风速在日间显著下降,直至傍晚再出现另一次升势。

    夜间低空急流与其相关的垂直风切变对飞行安全会构成威胁。在秋高气爽的季节到高地露营,强风的出现可能会吹翻营幕或吹走松散的物件。


    图一
    图一:  天文台长洲风廓线仪在2010年10月30日14时52分(蓝线)、20时53分(紫线)、2010年10月31 日2时52分(绿线)、 8时52分(粉红线)及14时53分(橙线)所绿得的风速垂直廓线。

    图二
    图二:  2010年10月30至31日大帽山测风站的风向风速变化:(a) 每小时的风矢(风速为十分钟平均);(b) 一分钟最高阵风(蓝线)和十分钟平均风速(粉红线)。


      参考:

    1. "An Introduction to Boundary Layer Meteorology", by Roland B. Stull, (1988), Kluwer Academic Publishers.
    2. "Development and mechanism of the nocturnal jet", by Davis, P.A., (2000),  Meteorol. Appl., 7: 239-246.


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最近修订日期: <2013年1月2日>