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飞行气象

 

香港天文台 航空界通讯
第十三期二零零零年五月


香港与内地气象信息交换研讨会

              中国民用航空总局空中交通管理局 (空管局) 于二零零零年一月十八至二十日期间,派出代表团来港到访香港天文台,并参加航空气象服务和信息交换研讨会。这次活动是根据天文台和空管局早前达成的航空气象服务长期技术合作备忘录而安排的。在研讨会中,天文台和空管局互相介绍本身的气象服务,并就未来的合作和资料通讯方面交换意见。代表团还参观了赤鱲角的机场气象所。双方都认为这次交流会成绩圆满,饶具意义。


  图 1
图一    空管局代表团到访


航空气象服务联络组第十三次会议

        航空气象服务联络组第十三次会议于一九九九年十二月二十三日在天文台会议厅举行,共有十二名会员参加。台长林鸿鋆博士表示,过去六个月来的天气称得上风云变色,香港三度受热带气旋吹袭,其中台风约克更令天文台十六年来首次悬挂十号风球,而于一九九九年八月二十二日台风森姆袭港期间更不幸发生航机意外。天文台已提交有关天气资料协助意外调查。林博士又报告,天文台已获得拨款购置一套激光雷达 (LIDAR) 系统,用以探测晴天时的低空风切变现象。林博士又感谢各航空公司的支持。他表示LIDAR定于二零零二年装设,届时将对天文台预报风切变和湍流方面有重大裨益。


过渡至世界航空区域预报系统 (WAFS)

按照亚太地区而设的WAFS过渡方案,下述各项将分期进行:

(a) 地区航空区域预报中心 (RAFCs) 会把职务移交予世界航空区域预报中心 (WAFCs);

(b) WAFS过渡工作小组将于二零零零年七月评估各缔约国对地区性中层重要天气 (SWM) 图的需求,并于二零零零年十二月采用地区性SWM图;

(c) 于二零零一年年底向各国提供解码BUFR的软件;

(d) 于二零零二年年初起透过卫星以BUFR密码发放全球高层重要天气 (SWH)/SWM产品;

(e) 约于二零零三至二零零四年间停止经卫星发放T4传真图;

(f) WAFS的最后阶段于二零零四年实施。

为配合这个全球趋势,香港天文台将于二零零零年六月左右作出下列变动把飞行气象文件规范化:

(a) 以最合适的WAFS SWH图取代飞行气象文件中的高层重要天气图。高空风∕温度图亦以同一方法处理。

(b) 提供SWM (FL100- 250) 图以取代现时的中/低层重要天气 (SWL/M) (<FL250) 图,直至WAFS提供SWM图为止。

天文台要求航空公司考虑在亚太地区飞行运作 (如ETOPS) 是否需要额外的WAFS SWM图。


发放天气资料予航空公司

        在过去十年, 发放给航空公司用户的飞行气象文件每年都有超过百分之五增长。去年有超过8万份飞行气象文件通过气象资料发放系统 (MIDS) 送到航空公司用户手中 (图二),占离港班机所需飞行气象文件的百分之九十。截至二零零零年四月, MIDS 的登记用户已达47个。除飞行气象文件之外,用户还可以浏览多类天气资料。其中用户最多查阅的网页是「机场邻近风资料」(图三) 和展示机场即时天气情况和天气预报的「机场气象资料」。为了使用户可以更快登上MIDS,连接系统的速度现已提升至56,000 bps,高用量的用户更可登记使用综合服务数码网络 (ISDN)接达。
 
 

图 2 图 3
图二    为航空公司供应飞行气象文件的统计 图三    MIDS最受欢迎的网页之一


一九九九年一月二十二日海风引起的风切变事件

       众所皆知,海风是引起风切变的其中一个原因。当陆地与海面存有温差,气流由海面吹到陆地,便会形成海风。早期在赤鱲角进行的研究显示,每当赤鱲角和新界气温上升令空气流入,海风通常从西面或西南面吹上陆地。当地面风来自相反方向(即东面)时,便会与临近的海风形成强烈的辐合,从而产生上升型的风切变现象。

        一九九九年一月二十二日,数班飞抵赤鱲角的航机报告遇到因海风辐合而造成的风切变(表一)。

表一一九九九年一月二十二日的风切变报告

时间(UTC)

强度(海里/小时)

位置(呎)

0555

10 – 15

临着陆

0657

强烈

临着陆

0700

20

临着陆

0740

-15

临着陆

0957

-10

临着陆

1234

10 – 15

100

1304

15

200

1308

15

200

1312

10 – 15

100


         一九九九年一月二十二日,华南沿岸地区受到一股和缓至清劲偏东气流影响。本港清晨多云,日间云量逐渐消散。赤鱲角当日的最高气温是于0642UTC录到的摄氏22.9度,比海面温度高出近6度。

        当日整个上午,赤鱲角接近地面高度吹东风,风速约每小时10海里。于大约0730UTC,由于海风效应,R1W转吹西风 (图四)。海风缓慢地吹越赤鱲角,而R1C和R1E分别于0910UTC和1010UTC转吹西风,但是西风只持续了一段短时间,并于12UTC左右全部转回东风。

图 4 图 5
图四   于0740UTC跑道上的风速和风向 图五    五班于0520UTC至0644UTC之间着陆的航机录得的逆风与高度变化

        表一所载事项可归纳为两次不同的事件。第一次发生在大约07UTC西风吹越机场的时候,而第二次则发生在大约13UTC西风减弱的时候。图五所示的逆风,就是当第一次风切变现象出现时,受影响的其中五班航机所录得的。这些航机全部在临着陆前的100呎上空遇上逆风增强,风速增强每小时10至15海里。图六显示在大约13UTC两班航机着陆时录得的逆风和高度变化。根据机上所录得的逆风资料,当时该两班航机在100至200呎上空遇到上升型风切变,强度在每小时10海里以下。

        由于一九九九年一月二十二日天气晴朗,机场多普勒天气雷达 (TDWR) 收集到的回波讯号相当微弱,而且西风也太浅薄,以致未能根据TDWR数据探测到风切变现象。当日抵港航机报告遇到风切变,天文台随即发出风切变警告。


图 6
图六     两班于13UTC左右着陆的航机录得的逆风与高度变化

        虽然跑道上的风速表探测到有海风吹过赤鱲角,但当辐合区贴近机场西面时,却未能探测到风切变。由于赤鱲角三面环海,要在该地点以西安装风速表虽然未致于不可能,但也存在相当困难。基于欠缺感应仪器有效地监察海风,故此,很难探测到因海风而引致的风切变。希望计划在赤鱲角设置的LIDAR能够提供有用的资料,解决这个问题。


风切变及湍流报告征集活动(二零零零年三月一日至三十一日)

        风切变及湍流报告征集活动于二零零零年三月一日至三十一日举行,成绩圆满。活动期间我们收到许多关于风切变的报告,现正进行详细研究。我们谨藉此机会向所有参与这次活动的政府部门和航空公司致以衷心谢意。
 

二零零零年四月三日暴雨的雷达影像

二零零零年四月三日凌晨,一度活跃低压槽横过广东沿岸,令香港受到大雨及雷暴影响。天文台于当日发出红色暴雨警告信号,而机场气象所亦发出雷暴警告。图七是大帽山气象雷达于凌晨3时显示的3千米高空雨云影像。图中可见香港被一条广阔的雨带幅盖着,其中赤鱲角和新界上空的回波尤其强劲 (以黄色和红色显示)。图八显示赤鱲角西侧强劲回波的垂直切面 (对应图七A点至B点的垂直切面),可见暴雨的对流发展高至14千米高空。天文台在这次暴雨中录得每小时超过100毫米的雨量记录 (以红色和紫色显示),而赤鱲角则在凌晨3时至4时的一个小时内录得35毫米的雨量记录。

图 7

图 8

图七 于二零零零年四月三日凌晨3时,大帽山气象雷达显示的3千米高空雨云影像。图中影像中心是气象雷达位置,赤鱲角位于B 点。 图八 于二零零零年四月三日凌晨3时, 位于赤鱲角西侧暴雨区的垂直切面 (对应图七A点至B点的垂直切面)。强劲回波的区域以红色和紫色显示。


天文台将购置一套激光雷达 (LIDAR) 系统辅助风切变及湍流警报服务

        香港天文台为加强风切变及湍流警报服务,计划于赤鱲角香港国际机场添置一套LIDAR系统。

        LIDAR利用红外线辐射 (波长约万份之二厘米) 探测空气中的悬浮粒子,从而得出风速和风切变的资料,运作原理与TDWR相同,唯一不同的是,TDWR利用微波(波长约5)探测雨点的移动从而计算出风速 (图九)。在晴天使用LIDAR效果最佳,而TDWR则适合在雨天探测风切变现象。

        现有的警报服务利用TDWR和风速表的数据探测风切变。其实早在90年代中期,顾问已为LIDAR进行研究。但当时LIDAR尚属研究工具,市面上尚未有性能可靠的产品。在过去两年间,LIDAR技术日趋成熟,市场上亦有较多性能可靠的产品可供选择。赤鱲角的LIDAR系统定于二零零二年安装,届时当可加强我们预报风切变及湍流的能力,提供更准确的预报。

图 9
图九    天气雷达与激光雷达运作的分别

网上航空气象服务

        天文台现正着手筹备增设网上“航空气象服务”专页。初期提供的资讯包括:机场天气情况、本地航空预报、香港国际机场的气候,另外还设有一个虚拟旅程,带领浏览者参观天文台设置在机场以至远离机场,如山顶及其他偏远位置的航空气象设备。网页还会简介天文台提供的各种服务。这些资讯预料可于今年年底在网上提供,然后我们会参考浏览者的意见增添资讯,令网页内容更加丰富。

天文台利用风力作为替代能源

        自一九八零年代起,天文台便利用太阳能为设置在山上和偏远离岛而缺乏电力供应的自动气象站提供能源。虽然太阳板性能可靠,但遇上长时间天阴或下雨,这些自动气象站的运作便会因太阳能量不足而受到影响。今年年初,我们尝试在沙洲自动气象站利用风力提供能源,在该处装设一座风车 (图十和十一),其旋转风叶长一米。这种风车既经济又环保,使用以来成效良佳,可以与太阳板互相配合,令气象站得到双重能源保障,大大提高了气象站的可靠程度。故此,我们计划于今年较后时间在其他偏远的气象站装设更多此类风车。
 
 
 

图 10

图 11

图十       位于沙洲自动气象站的一座风车 图十一   利用太阳能和风力供应能源的一个自动气象站


电话及传真号码

电话:

机场气象所主管
(852) 2910 6300,
(852) 2922 5805

当值航空预报员
(852) 2910 6920
(852) 2922 5806

查询飞行气象文件
(852) 2910 6921

传真
(852) 2910 0080

通讯

我们欢迎大家对天文台提供的航空气象服务提出意见及建议,来函请寄以下地址 :

香港九龙弥敦道134A
香港天文台台长收
(经办人: 机场气象所主管 )

最近修订日期: <2014年3月12日>