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為大地散熱的樹木
本文章簡介樹木如何利用蒸散為大地散熱。
在炎炎夏日,我們在經過樹蔭下時總會感到特別涼快。固然,樹木將陽光遮擋,令陽光未能直接照射我們。除此以外,其實樹木亦有跟「流汗」的現象相似,可以加快地表散熱,降低地表溫度。當我們流汗,皮膚表面的汗水會在蒸發時吸收皮膚的潛熱,而體溫會因此而下降。類似的現象也在地球表面發生,地球表面上的水分會在汽化成水蒸氣時吸收空氣的潛熱,周圍的氣溫便會降低。在陸地表面上,水分汽化有兩個途徑:(一) 水分可以從濕潤的泥土和植物表面直接蒸發;(二) 水分可以經植物的氣孔流失,並汽化成水蒸氣,這個過程稱為蒸騰。例如在樹木進行光合作用時,樹葉上的氣孔會張開,樹木從泥土中獲得的水分就會從氣孔流失到空氣。蒸發和蒸騰兩個過程則統稱為蒸散。在蒸散的過程中,水分的汽化便會吸收空氣的潛熱令附近降溫。蒸散的效率會影響降溫的強度,而這取決於天氣和環境因素。就如排汗一樣,在空氣比較乾燥的情況下,空氣中的水蒸氣仍未飽和,地表的水分因此較容易汽化成水蒸氣;或是在風勢較大的情況下,水分更容易離開泥土或植物表面,這些都提高蒸散的效率。而樹木等植物所能流失的水分,亦會影響蒸騰的效率。例如,當環境有利進行光合作用(如陽光充足),植物會傾向張開其氣孔來吸收更多二氧化碳作光合作用,促進蒸騰效率,使更多水分向地表空氣流失,增強冷卻效果。
大氣
[ "馬浩朗" ]
2021年10月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/meteorology-basics/00662-Trees-removing-Heat-from-the-Land-Surface.html
[ "蒸發", "蒸騰", "蒸散", "蒸發冷卻", "城市冷卻", "森林", "樹木" ]
tc
劃地為牢逆溫層
在大氣層底部,氣溫一般會隨高度增加而下降。然而在實際大氣環境中,有時高度增加時氣溫反而上升,這種倒置的溫度結構被稱為逆溫層。
《西遊記》第50回說到孫悟空去化齋,要留下唐僧但又擔心附近有妖怪,於是取出金箍棒在地下畫了一個圈,囑咐師父道:「老孫畫的這圈,強似那銅牆鐵壁。憑他甚麼虎豹狼蟲,妖魔鬼怪,俱莫敢近。但只不許你們走出圈外,只在中間穩坐,保你無虞。」看倌要知道,孫行者造的這個隱形結界,大氣層中有時亦會出現。在大氣層底部,氣溫一般會隨高度增加而下降。在標準大氣中從地面向上爬升直至對流層,每升高1000米,溫度就降低約6.5°C。然而在實際大氣環境中,有時高度增加時氣溫反而上升,這種倒置的溫度結構被稱為逆溫層。我們可以利用溫熵圖上的氣溫剖線輕易找出逆溫層的所在 (圖一)。它常出現於晴朗微風的冬天晚上。沒有了雲的遮蔽,地球表面熱量能自由散發到大氣外,並令接近地面的空氣溫度迅速下降。微弱的風力減少了下層已變冷的空氣與上層仍較暖的空氣互相混合,以致出現了明顯下冷上暖的逆溫現象。這種輻射逆溫層通常在黎明前出現,並隨著日出帶來的增溫而消失。孫悟空畫的圈子是否銅牆鐵壁很難知道,但逆溫層可真算是隱形的蓋子呢!逆溫層出現時,下面的空氣較冷較重,不會無故向上升;上面的空氣較暖較輕,亦不會自然地下沉。缺乏垂直運動趨勢的空氣總是穩定的,難以形成對流。處於逆溫層下的空氣就猶如給一幅被覆蓋住,不容易逃離到高空去。當有細微的塵粒排放到空中,便會積聚起來,揮之不散,慢慢形成煙霞天氣,使能見度降低。逆溫層也會影響飛行活動。它阻礙上空和下方氣流的混合,故其上方及下方空氣的密度、風向、風速可以很不一樣。當飛機爬升或下降穿越強逆溫層時可能會因浮力及風向風速的變化而遇到風切變或湍流,從而影響飛行安全。逆溫層這幅「牆壁」不只限制了空氣的對流,就連聲音的傳播也不放過!由於聲波在暖空氣中的傳播速度較快,出現逆溫層時向上傳播的聲音與其傳播方向會彎向冷空氣的方向,把聲音傳到更遠的地方,唐詩《楓橋夜泊》中的詩句「夜半鐘聲到客船」形容的正是這個場景。另一方面,逆溫層的存在卻能讓我們看到美麗的雲海景緻。春天時,香港受暖濕海洋氣流影響,地面吹輕微東至東南風,逆溫層阻礙雲層向高空發展,有利於層狀雲的形成。只要逆溫層維持在山頂以下,雲比山矮,我們就能看到騰雲駕霧般仙境一樣的景色(圖二)。天文台的飛行運動天氣資訊網頁有當天的溫熵圖,而本港地區航空天氣預報則提供了逆溫層、雲種、雲量,以及雲底高度的資料。
大氣
[ "張敏思" ]
2019年1月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/automatic-weather-stations/00521-inversion-layer-impose-its-own-bounds.html
[ "逆溫層", "溫熵圖", "氣溫剖線", "煙霞", "能見度", "風切變", "湍流", "雲海", "探空氣球", "飛行活動", "露點溫度", "等溫線" ]
tc
利用溫熵圖評估大氣穩定度
大氣是否穩定要視乎實際氣溫及濕度隨高度的變化而定。大氣垂直溫度及濕度的變化傳統上靠探空氣球來測量。要快捷地知道大氣是否穩定,可把探空的數據繪畫在一張名為溫熵圖的圖表上。將實測的溫度曲線和乾/濕直減率來做對比,就能分辨出大氣中不同高度層的穩定狀態。
大氣是否穩定與天氣現象的出現有非常密切的關係。例如,輻射霧會出現在比較穩定的大氣,而強對流天氣則發生在不穩定的大氣中。大氣穩定度原來跟大氣層的溫度及濕度隨高度的變化有關。簡單來說,大氣壓力隨高度上升而減少,當一塊氣團上升時會因為氣壓減小而膨脹;按能量守恆定律,空氣膨脹便會降溫。若果氣團內的水分未飽和,氣團每上升1公里,溫度便會下降9.8度(稱為乾直減率)。若果氣團內的水分已達到飽和,溫度則會按濕直減率下降。如上升氣團降溫後要比周圍的空氣暖,它便會因為密度較低而繼續上升(大氣不穩定)。反之,如上升氣團降溫後比周圍空氣冷,則會因自身的重量而下降至原來的位置(大氣穩定)(見圖一)。由此可知,當前大氣是否穩定要視乎實際氣溫及濕度隨高度的變化而定。大氣垂直溫度及濕度的變化傳統上靠探空氣球來測量。要快捷地知道大氣是否穩定,可把探空的數據繪畫在一張名為溫熵圖的圖表上(見圖二)。將實測的溫度曲線和乾/濕直減率來做對比,就能分辨出大氣中不同高度層的穩定狀態。如實測的溫度線(黑色)處於直減率線的右方代表大氣穩定;處於左方就代表不穩定。在不穩定的情況下,受到擾動的氣團會持續上升及降溫直至空氣當中的水汽凝結成雲滴;空氣中水汽充沛的話會進一步聚集成雨;若上升氣流劇烈,甚至會產生雷暴天氣。因此溫熵圖對戶外活動人士,特別是喜愛飛行活動例如滑翔運動愛好者,用來分析當天的大氣狀態是否適宜進行活動是十分實用的。滑翔運動沒有使用機器提供動力,倚靠的是低層大氣中的上升氣流以及風所帶來的浮力以維持在空中飛行。如果大氣十分穏定,抬升力會較小而風力較弱,便没法進行活動。另一方面,若果大氣非常不穏定,卻有可能下雨或形成雷暴,便更不適合飛行運動了。故此判斷當前的大氣穩定度能否產生合適的上升氣流對飛行活動十分重要,滑翔運動只能在一定的大氣條件下才能既安全又好玩。大家在圖二中可見溫熵圖上尚有許多線,原來它們各有其妙用,往後再談。
大氣
[ "關錦倫", "黄秀霞" ]
2018年2月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/automatic-weather-stations/00504-assessing-atmospheric-stability-by-tephigram.html
[ "溫熵圖", "大氣穩定度", "探空氣球", "飽和", "強對流", "擾動", "雷暴", "戶外活動", "飛行活動", "滑翔運動", "露點溫度", "乾絕熱直減率", "濕絕熱直減率", "不穩定大氣", "濕直減率", "乾直減率", "輻射霧", "飽和水汽混合比", "等溫線" ]
tc
輻合和輻散
上升的空氣會成雲致雨,而下沉的空氣則會帶來晴天。空氣的垂直運動,直接影響天氣。空氣的垂直運動受水平輻合和輻散所影響。
一般而言,上升的空氣會成雲致雨,而下沉的空氣則會帶來晴天。空氣的垂直運動,直接影響天氣。但空氣何時上升,何時下沉,卻又受水平輻合(convergence)和輻散(divergence)所影響。分佈在不同地點的空氣的移動方向和速度常常是不一致。有時移動方向相同而速度快慢不同,有時速度相同而方向各異,也有方向與速度都不相同。這樣,就可能引起空氣在某些地方堆積起來,而在另一些區域流散開去。圖一(a)表示各點的空氣都背著同一線或一點散開,圖一(b)則表示前方空氣移動速度較後方的快而令空氣散開,這種現象稱為水平輻散。圖二(a)表示各點空氣向著同一線或一點聚集,圖二(b)則表示前方空氣移動速度較後方的慢而令空氣堆積,這種現象稱為水平輻合。在大氣中,空氣的水平輻合輻散的分佈是比較複雜的,有時下層輻合,上層輻散;有時下層輻散,上層輻合。從圖三可見,當對流層上層有水平輻合、下層有水平輻散的區域會引致下沉運動,下沉的空氣會帶來晴天;反之,則會出現上升運動,形成雲層甚至下雨。輻合和輻散這兩個概念,在天氣預報上非常重要。預報員一般都會在天氣預報圖上,找出輻合和輻散的區域。
氣壓
[ "梁偉鴻" ]
2010年6月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/meteorology-basics/00009-convergence-and-divergence.html
[ "水平輻合", "水平輻散", "垂直運動", "上升運動", "下沉運動", "空氣移動速度", "天氣預報圖" ]
tc
地轉風
地轉風是當氣壓梯度力和地轉偏向力相等時,平行於等壓線的方向移動的風。
在地球上,由於不同地方受熱情況不一樣,使空氣溫度有差別,較熱的空氣膨脹,空氣密度及氣壓減低,而周圍的較涼空氣密度較高,氣壓亦較高。兩個地方之間存在的氣壓差異,稱為氣壓梯度(pressure gradient)。氣壓差異產生的推動力使空氣流動,便形成風。氣壓梯度越大,所產生的推動力越強,風速便越大。 一般來說,風是從高氣壓吹向低氣壓。但事實上,決定風向的因素除了氣壓外,還有地球的轉動和地面的磨擦力。由於地球自轉的影響,對於在北半球的觀察者來說,一團移動的空氣會向右偏。為什麼會有這現象呢? 在北半球,地球表面的空氣會跟隨地球自西向東轉動。如圖一所示,假設有一團空氣由A移往B。由於地球的自轉,A會移到A' 的位置,而該團空氣就移到C的位置,不是B' 的位置。原因是空氣向東移的速度比面B點向東移的速度為快。所以對於在A' 點的觀察者來說,該團移動的空氣會向右偏。 地球轉動引致移動的空氣偏移的現象,稱為地轉偏向效應。在氣象學上,一般假設有一「地轉偏向力」(或稱科里奧利力,Coriolis force)作用於移動的空氣,使在北半球移動的空氣向右偏移(在南半球移動的空氣則向左偏移)。地轉偏向力的方向與空氣移動的方向垂直。在緯度較高的地區,地轉偏向力較大;越近赤道,地轉偏向力則越小。 現在我們可以解釋在天氣圖上,等壓線和風向的關係。假設在北半球,有一團空氣受氣壓梯度力的作用,開始從高壓移向低壓(圖二)。與此同時,地轉偏向力亦使該團空氣向右偏移,直至氣壓梯度力和地轉偏向力相等時,該團空氣便平行於等壓線的方向移動。這情況下,該團空氣移動所形成的風稱為「地轉風」﹙geostrophic wind)。從圖二,我們可以得到一個風向和高低氣壓關係的規律: 在北半球,如果背風而立,那麼低氣壓便在我們左邊,高氣壓在我們右邊。 地轉風是一種理想的情況。實際上,我們還須考慮空氣與地面之間磨擦力的影響。當氣壓梯度力、地轉偏向力和磨擦力三者平衡時,風向就必須稍為由高壓指向低壓,如圖三所示。 空氣與海洋之間的磨擦力較與陸地之間的為小,所以在海洋上,地轉風是實際風向的較佳近似。
[ "梁偉鴻" ]
2010年12月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/meteorology-basics/00010-geostrophic-wind.html
[ "地轉風", "氣壓梯度", "地轉偏向力", "科里奧利力", "磨擦力", "地球自轉", "科氏力", "緯度", "天氣圖", "等壓線", "風向" ]
tc
重力風
重力風是因地心吸力沿山坡下降的風。重力風主要在多山或冰川地區發生,密度高的冷空氣受重力影響從高山或冰川頂流下斜坡。
什麼是重力風?重力風是因地心吸力沿山坡下降的風。重力風主要在多山或冰川地區發生,密度高的冷空氣受重力影響從高山或冰川頂流下斜坡。當斜坡是特別陡峭時,冷空氣下沉時獲得巨大的動能導致大風出現。 重力風有何類型?若斜坡是微斜而風是相對地較弱,重力風亦稱為流泄風。冷空氣沿陡峭山坡向下吹的大風,則被叫為下降風 (又稱下沉風或山風)。重力風有多強烈?有記錄的最強烈的重力風是在南極洲的下降風。在南極內陸,極其寒冷的空氣從平均超過2公里高的冰封高原移動下滑,衝向海岸。在沿海地區附近,經常有暴風記錄。最強烈的重力風記錄出現於1972年,達到每小時327公里。
[ "陳啟榮" ]
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/meteorology-basics/00008-what-is-gravity-wind.html
[ "重力風", "流泄風", "下降風", "地心吸力", "冷空氣下沉", "下沉風", "山風效應", "南極洲", "寒冷", "暴風" ]
tc
鋒與天氣
在兩個不同的氣團之間有一交界面,稱為「鋒」。根據氣團的性質及其相對的移動方向,我們把鋒分為四類,分別為冷鋒、暖鋒、靜止鋒和錮囚鋒。
什麼是氣團?氣團是指溫度和濕度分布比較均勻的一個大範圍的空氣團。一般而言,氣團的水平範圍可達數百萬平方公里,而垂直則可達對流層頂。一個氣團的特性取決於其下墊面的性質。例如,一個溫暖的下墊面可產生一個暖氣團,而一個下 墊面為海洋的氣團則有較高的濕度。什麼是「鋒」?在兩個不同的氣團之間有一交界面,稱為「鋒」。在「鋒」之上,溫度和濕度的水平梯度會相對較大。此外,由於冷空氣的密度較高,「鋒」會隨高度傾向冷氣團。根據氣團的性質及其相對的移動方向,我們把鋒分為四類,分別為冷鋒、暖鋒、靜止鋒和錮囚鋒。如果是冷氣團移向並取代暖 氣團原有的位置,該交界面便是冷鋒,反之便是暖鋒。假如冷、暖氣團勢均力敵,鋒在某一地區擺動或停滯,這便是靜止鋒。最後,如果冷鋒追上暖鋒,暖空氣被抬離地面便形成錮囚鋒。伴隨冷鋒的天氣不論是冷鋒還是暖鋒,密度較高的冷空氣會切入暖空氣下方,而密度較低的暖空氣則會隨鋒面向上爬升。這個爬升的過程會使暖空氣膨脹及降溫,結果在鋒面附近形成雲團及降雨。由於冷鋒較暖鋒傾斜,暖空氣爬升的速度亦相對快 ,故此冷鋒伴隨的天氣通常較暖鋒的劇烈。一般而言,典型的冷鋒到境會伴隨較厚的層狀雲及降雨。一些活躍的冷鋒更會形成雷雨雲,產生劇烈的雷暴、雹暴甚或龍捲風 。這些雲層和降雨大多集中在鋒面附近,當冷鋒過境後,天氣通常會逐漸轉晴。然而,冷鋒過境也非必然會帶來雲層和降雨。如果大氣太乾燥的話,天氣在冷鋒過 境期間也可以一直保持天晴。 受冷氣團影響,冷鋒過境後氣溫會迅速下降,而冷空氣的入侵亦會使當地的氣壓急速上升。影響香港的冷鋒香港在冬季時會經常受到冷鋒影響,而冷鋒的到來也代表著是寒潮的開始。以下是2009年12月其中一次冷鋒過境時的情況。過境前: 過境後:在2009年12月15日,一道冷鋒大約在晚上八時(即協調世界時12時)橫過香港。從圖表11中可見冷鋒過境時及之後,天文台錄得顯 著的降雨,而且氣溫急速下降和氣壓持續上升。
大氣
[ "江偉" ]
2010年12月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/meteorology-basics/00002-fronts-and-weather.html
[ "氣團", "冷鋒", "暖鋒", "靜止鋒", "錮囚鋒", "寒潮", "雷雨雲", "積雨雲", "雷暴", "雹暴", "龍捲風", "降雨" ]
tc
輻射冷卻
夜間降溫現象稱為「輻射冷卻」。在天朗氣清、微風及乾燥的情況下,晚間地面降溫的幅度是最大的。新界和市區在冬季晚間的氣溫有時可以差別很大。
在天朗氣清、微風及乾燥的情況下,晚間地面降溫的幅度是最大的。新界和市區在冬季晚間的氣溫有時可以差別很大。為什麼日間氣溫會上升?各種物件都會放出熱能。以地面為例,它不斷向外太空放出熱能,另一方面,在日間卻吸收由太陽射來的能量。由於地面在日間吸收的熱能比本身放出的為多。所以溫度上升(圖一)。為什麼晚間氣溫會下降?在晚間,由於沒有太陽照射,而地面又不斷散發熱能,因此地面溫度下降。這種夜間降溫現象稱為「輻射冷卻」(圖二)。在什麼情況下晚間溫度下降得較大?晚間氣溫下降的幅度多寡跟雲量、風力及濕度有關。在天朗氣清、微風及乾燥的情況下,溫度下降是最大的。雲層對地面溫度的影響跟我們蓋被子相似,減低熱能向外散發。因此在多雲時的降溫是比天朗氣清時小(圖三)。微風使冷空氣不易與周圍的空氣混和而變暖。另外,由於空氣中的水份會阻擋地面的熱能向外散發,所以潮濕空氣令地面冷卻得較慢,而乾燥空氣則令地面冷卻得較快。為什麼新界和市區在冬季晚間的氣溫有時差別很大?常言道新界風涼水冷,但這的確是有科學根據的。從圖五可見2003年12月21日的清晨,港島和九龍的氣溫在10度左右,但新界北部則只在4度以下。為什麼會如此?在天朗氣清、微風及乾燥的情況下,有利輻射冷卻,所以新界的空曠地區可出現顯著降溫。相對郊外地區,市區人口集中,市民的活動產生不少熱能,高樓大廈日間亦積聚熱能,因此晚上溫度下降較慢。另外,海面的溫度變化比陸地小。一般來說,冬天海面溫度比空氣平均溫度高(夏天則相反)。因此靠近海邊的市區會受海面溫度調節,令溫度下降較慢。在雲層稀少或無雲的冬夜,新界北部由於屬郊外地區,兼且離海面較遠,溫度下降較快,該處的市民需加添被子。請按此處瀏覽現時香港各區的氣溫
大氣
[ "" ]
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/meteorology-basics/00004-what-is-radiation-cooling.html
[ "輻射冷卻", "熱能", "晚間氣溫", "地面溫度", "新界", "市區", "太陽照射", "冬季", "冬天", "郊外地區" ]
tc
什麼是焚風?
焚風有著像火一樣又乾又熱的特性。這是一種出現在山脈背面,沿山坡往下吹的乾熱風,是山區特有的天氣現象。
什麼是焚風?顧名思義,焚風有著像火一樣又乾又熱的特性。這是一種出現在山脈背面,沿山坡往下吹的乾熱風,是山區特有的天氣現象。焚風是怎樣形成的?這是由於潮濕的空氣越過高山後,出現下沉運動造成的。當氣流遇山受阻時,便會被迫上升。由於溫度會隨高度上升而下降,當空氣上升到一定高度時,水汽便會達到飽和並凝結成雲雨。空氣中所含水份相應減少。當空氣翻過山脊,順坡沿山背下降時,這團變得乾燥的空氣便會出現增溫的情況。由於空氣較乾,溫度會上升得較快。這便形成了又乾又熱的焚風。焚風在什麼地方較常見?焚風在世界很多山區都會出現,如歐洲的阿爾卑斯山、美洲的洛磯山、中國的天山和秦嶺等。焚風對我們的影響?除了帶來較乾較熱天氣,焚風很多時會造成嚴重的自然災害。焚風由於其熱和乾燥的特性,能使植物枯死,土地龜裂,有時甚至引起森林大火。焚風亦能使山雪融化而造成雪崩或洪水氾濫。
[ "何家漢" ]
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/meteorology-basics/00003-what-is-foehn-wind.html
[ "焚風", "下沉運動", "自然災害", "重力風", "乾熱" ]
tc
低壓槽
氣壓較四週為低的地區,稱為低壓區。從低壓區延伸出來的狹長區域,稱為低壓槽。
受地理環境、季節變化等因素影響,地面氣壓分佈一般並不均勻。氣壓較四週為低的地區,稱為低壓區。從低壓區延伸出來的狹長區域,稱為低壓槽。有鋒性的槽﹝槽的兩邊有冷暖氣團的差異﹞,視乎槽的移動方向,稱為冷鋒、暖鋒或靜止鋒。在華北地區,尤其在冬季,低壓槽通常以冷鋒形式出現,由東北向西南伸展,自西向東移動。在華南地區,低壓槽通常為東西走向,自北向南移動,推向南海北部。冬天鋒性較強,在天氣圖上多以冷鋒形態出現。到春天及初夏鋒性較弱,五、六月便是華南低壓槽的旺季。這些月份,夏天西南季候風正向北進入中國內陸,其前沿的位置往往就是在槽線上,故這時候的低壓槽也被稱為季風槽(monsoon trough)。人望高處,水向低流。空氣則朝氣壓低的地區走。不同的氣流在低壓槽上匯聚,空氣被迫上升,空氣中的水汽凝結成雲及雨。在適當條件下更可能有雷暴發展。低壓槽伸延數百公里,但惡劣天氣主要是來自當中面積數十平方公里的對流細胞(convective cells),這些細胞的生命史只有短短數小時。故此暴雨警告的有效時間通常不會太長,不像熱帶氣旋警告訊號一掛整天。但如果低壓槽移動緩慢,其盤踞的地區便會經常受新發展的對流細胞影響,惡劣天氣便持續不散,大雨連場,即如六月底七月初香港經歷的情況一樣。
氣壓
[ "" ]
1997年8月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/meteorology-basics/00001-what-is-a-trough.html
[ "低壓區", "低壓槽", "季風槽", "鋒", "對流", "暴雨", "惡劣天氣" ]
tc
甚麼是高空擾動?
高空擾動是大氣高層氣流方向出現顯著變化的區域。一般來說,高空擾動代表附近有機會出現不穩定的天氣,所以分析高空擾動及估計其動向對預測天氣尤為重要。
在天文台的天氣預報當中,有時會提及「高空擾動」。其實高空擾動是甚麼天氣系統?它對我們的天氣又有甚麼影響呢?首先我們要知道,地球上的空氣並不是靜止的,而是不停地流動。空氣流動的速度並不平均,流動方向亦會隨著時間及地點而改變。高空擾動是大氣高層氣流方向出現顯著變化的區域。由於地球近赤道地區空氣受熱膨脹上升繼而流向兩極,加上地球自轉所產生的科里奧利力(Coriolis force)使在北半球移動的空氣向右偏移(在南半球移動的空氣則向左偏移),中緯度地區上空普遍吹西風(稱為西風帶1),即是高空的氣流大致由西向東流動。這些氣流有時彎曲地流動,在北半球沿氣流方向向左拐的地方便是「槽」,或稱為「西風槽」。相反,向右拐的地方便是「脊」,或「西風脊」。圖一顯示2015年11月21日上午8時約離地面五公里的高空觀測數據。藍線顯示高空流線,沿氣流方向向左拐彎突轉向(由藍色箭咀至黃色箭咀)的地方便是西風槽的槽軸(紅色虛線顯示)。西風槽的前方(黃色陰影顯示)普遍吹西南風,其後方普遍吹西北風(藍色箭咀顯示)。從與圖一相同時間的可見光及紅外光合併衛星雲圖可見(圖二),位於西風槽的前方水汽相對較多,雲團較為厚實,而槽後方的雲層則相對稀薄。一般而言,西風槽的前方有利低層空氣往上升,該區的大氣相對不穩定,較易產生雲和雨,甚至是雷暴,而槽的後方空氣由高空往下沉,大氣相對穩定,有利出現晴朗的天氣。受到不同大小的天氣系統影響,大氣的流動可以非常複雜,高空擾動有時亦會發生在地球較低緯度上空的偏東氣流中(特別在夏季)。一般來說,高空擾動代表附近有機會出現不穩定的天氣,所以分析高空擾動及估計其動向對預測天氣尤為重要。
大氣
[ "陳恩進" ]
2015年12月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/meteorology-basics/00478-what-is-upperair-disturbance.html
[ "高空擾動", "大氣高層", "大氣上層", "西風帶", "西風槽", "西風脊", "科里奧利力", "科氏力", "不穩定", "雷暴", "雨", "偏東氣流" ]
tc
大氣中的漣漪
將一塊石頭掉落池塘,平靜的水面會被干擾而出現一圈圈漣漪。同樣地在合適的條件下,大氣也會泛起漣漪。上下振動的氣團運動會在大氣中泛起稱為大氣重力波的漣漪。
將一塊石頭掉落池塘,平靜的水面會被干擾而出現一圈圈漣漪。同樣地在合適的條件下,大氣也會泛起漣漪。當大氣處於穩定的狀態下,下層空氣密度會較上層高。若穩定的大氣受到外力影響,例如一團位於下層的空氣被迫抬升至上層密度較低的位置,它便會受重力影響而向下沉。當該氣團繼續下沉至較原來高度更低的位置時,由於附近空氣的密度會較高,氣團便會因浮力而再次上升。這上下振動的運動會在大氣中泛起稱為大氣重力波的漣漪。大氣重力波的其中一個例子是越過山脊的氣流。當風力夠大,氣流便能越過山脊,空氣會沿山坡被迫抬升。若山頂附近的大氣是在穩定的狀態時,於背風處有機會形成重力波(圖一)。空氣沿著波動上升時會有利於雲的形成,而沿著波動下沉時則有利於晴空出現,圖二的莢狀雲便是因波動氣流而形成的例子。雲有時會沿著整段波動形成,並於衛星圖像的動畫上呈現出靜止的條紋排列(圖三)。當飛機飛越山脈時,氣流中的波動起伏可能令飛行變得顛簸;但另一方面,無動力滑翔機就可利用重力波的上升氣流而進行攀升(參考[1])。
大氣
[ "譚曉晴" ]
2019年12月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/meteorology-basics/00536-ripples-in-the-atmosphere.html
[ "晴空湍流", "重力波", "莢狀雲", "穩定", "抬升", "氣流", "大氣" ]
tc
雷暴
雷暴通常出現於春季及夏季。咆哮的雷聲及奪目的閃電是它的特徵。雷暴的發展始於溫暖和潮濕的空氣上升。空氣上升的原因很多,例如地面受太陽照射加熱、在低壓槽附近、兩股不同的氣流匯聚或遇上高山而上升等。
雷暴通常出現於春季及夏季。咆哮的雷聲及奪目的閃電是它的特徵。什麼是雷暴?當一道奪目的閃光突然劃破長空,接著傳來幾聲轟隆巨響,雷暴便發生了。在香港,雷暴常見於春、夏兩季。雷暴是怎樣形成的?雷暴的發展始於溫暖和潮濕的空氣上升。空氣上升的原因很多,例如地面受太陽照射加熱、在低壓槽附近、兩股不同的氣流匯聚或遇上高山而上升等。當潮濕空氣上升時,空氣中的水分便會遇冷凝結而成為雲。隨著氣流繼續上升,雲層亦發展得越來越高,雲中的水珠也會不斷增長。達到高空時溫度會很低,冰粒也會在雲中形成。當雲頂達到十至二十公里時便形成積雨雲,而雷暴是由積雨雲產生的。請按此處瀏覽積雨雲的發展圖片閃電和雷聲是如何產生的?由於積雨雲內有急劇的氣流擾動,雲中的水珠和冰粒便會分裂而產生電荷。一般來說,積雨雲的上部帶有正電荷,中下部帶負電荷。當正負電荷之間的電壓到達某程度時,雲與雲之間或雲與地面之間就會出現放電的現象,發出強烈閃光,這就是我們平時見到的閃電。放電時會產生大量熱能,令周圍的空氣急劇膨脹,產生聲音而造成隆隆雷聲。狂風大雨有時會伴隨著雷暴出現。當積雨雲內的水珠不能被下面的空氣承托時,它們便會降落成雨,而下沉的急速氣流亦會造成狂風。如何估計雷暴的距離?閃電和雷聲是差不多同時發生的,但光在空氣中傳播的速度比聲音快很多,因此人們總是先看到閃電然後才聽到雷聲。雷暴發生的距離大約可從閃電至雷聲的時間差異來估計。可以說,若看見閃電後三秒才聽到雷聲,則雷暴距離觀察者約有一公里。大氣層穩定度與雷暴有什麼關係?簡單來說,一團空氣若較周圍的空氣暖時,該團空氣便會不斷上升。這情況稱為不穩定大氣。不穩定的大氣有利於積雨雲的發展及雷暴的形成。若空氣團較周圍的空氣冷時,該團空氣便會下降。這情況稱為穩定大氣。空氣在穩定的大氣下並不會被抬升,所以不利於雷暴的發展。香港一年中什麼時間最常出現雷暴?在香港,雷暴通常出現於春季及夏季。每年四月至九月,平均每月約有五天錄得雷暴。如何預測雷暴?香港天文台的預報員利用雷達圖像、衛星雲圖、閃電位置資料及氣象報告來監測雷暴的發展和移動方向。預報員會根據各種預報工具,例如數值天氣預報模式的計算結果及探空氣球所測量到的高空狀況,來預報雷暴。 請按此處瀏覽有關雷暴的警告服務及注意事項
雷暴與閃電
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https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/thunderstorm-and-lightning/00031-what-are-thunderstorms.html
[ "預測雷暴", "雷聲", "打雷", "行雷", "閃電", "積雨雲", "不穩定大氣", "穩定大氣", "春季", "夏季", "夏天", "低壓槽", "擾動", "正電荷", "負電荷", "下沉氣流", "大氣穩定度", "抬升", "雷達圖像衛星雲圖閃電位置資料氣象報告", "數值天氣預報模式", "探空氣球" ]
tc
閃電的物理
閃電是一種大氣放電現象。因為有極大電流流經空氣,產生大量熱能,發出強光。熱能同時加熱空氣,令空氣急劇膨脹,做成巨大衝擊,產生巨響,就是常常伴隨閃電的雷聲。
閃電是香港常見的一種惡劣天氣,有機會對人畜或設施做成破壞。每當有閃電和伴隨的雷暴影響香港,天文台會發出雷暴警告,提醒市民和相關政府部門採取適當的防護措施。當香港受不穩定的天氣系統影響時,例如氣流擾動、低壓槽或熱帶氣旋等,閃電都會有可能出現。閃電是一種大氣放電現象。因為有極大電流流經空氣,產生大量熱能,發出強光。熱能同時加熱空氣,令空氣急劇膨脹,做成巨大衝擊,產生巨響,就是常常伴隨閃電的雷聲。產生閃電的放電過程源於雲與雲或雲與地之間的巨大電位差。閃電很多時與積雨雲有關。實地測量結果顯示,積雨雲中的電位差可達每米〔m〕十萬伏特〔V〕,即 105V/m。那麽為何雲與雲及雲與地之間會出現如此巨大的電位差呢?積雨雲中電荷分離的過程相當複雜,有多個機制在其中作用。其中一個被大多數科學家所接受的電荷分離機制是:由於積雨雲內的空氣處於不穩定狀態,存在劇烈上升和下降氣流,雲中的降水粒子,如水滴、冰晶和雹粒等受大氣固有電場[1]作用而極化,正電荷移至粒子下部而負電荷移至粒子上部。上升氣流中的中性粒子會與它們碰撞,因為接觸點主要在降水粒子下部,所以上升粒子會帶走正電荷,並把它們輸送到雲的上部,形成積雨雲下部主要是負電荷。當負電荷累積到足夠的數量,便與地面的感應正電荷產生巨大電位差,到達臨界點時,會引發放電現象,導至閃電〔圖一〕。天文台在2005年與廣東省氣象局及澳門地球物理暨氣象局合作建立了一個閃電定位網絡,監測珠江三角洲的閃電活動。閃電發生後,定位網絡錄得的閃電位置會以圖像形式在天文台的網頁上顯示,供市民參考。註: 即『晴天大氣電場』,有關資料可見於現代防雷技術基礎第31頁。
雷暴與閃電
[ "李新偉" ]
2011年9月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/thunderstorm-and-lightning/00014-the-physics-of-lightning.html
[ "雷暴警告", "閃電", "放電現象", "熱能", "積雨雲", "正電荷", "負電荷", "電位差", "不穩定", "閃電定位網絡" ]
tc
明明早上陽光普照,為何午後卻雷暴大雨?
相信大家在夏天都有以下經驗:早上陽光普照,天朗氣清,到下午卻突然烏雲密佈,甚至出現驟雨和狂風雷暴。為何天氣變化會如此急速呢?本文會為大家簡單介紹夏季至初秋午後雷暴的常見機制。
相信大家在夏天都有以下經驗:早上陽光普照,天朗氣清,到下午卻突然烏雲密佈,甚至出現驟雨和狂風雷暴。為何天氣變化會如此急速呢?對流降雨在天氣晴朗的日子,日間充足的陽光令地面溫度上升,接近地面的空氣在受熱後產生熱對流。隨著地面溫度不斷上升,對流活動會變得更強盛。當大氣不穩定,地面相對暖濕的空氣便容易上升至高空,形成積雨雲。若有其他條件配合,如充足水汽、高空輻散等,旺盛的對流更可導致強對流天氣如雷暴或強陣風。這種高溫觸發的驟雨和雷暴常在中午後出現,並且發展迅速,天氣可以在短時間內急劇轉壞。不過雨點亦會將高空較涼的空氣帶到地面,令地面溫度下降,減少熱對流,積雨雲逐漸消散,天色再度轉晴。例如2022年8月30日,本港部分時間有陽光,多處氣溫上升至33度左右,但高溫觸發的雷雨午後在本港上空發展(圖一),為九龍及新界部分地區帶來超過10毫米雨量。天文台在維港拍攝的天氣照片亦可見瞬間由晴天變為雨天。(圖二)遠處熱帶氣旋帶來的雷雨距離香港較遠的熱帶氣旋也會帶來突如其來的雷雨。當有熱帶氣旋位於南海東北部、呂宋或台灣一帶,香港受下沉氣流影響,天氣一般晴朗酷熱。因高溫而產生的熱對流起初會受熱帶氣旋的下沉氣流抑制,但隨著地面不斷升溫,熱對流會變得旺盛,最終突破下沉氣流的抑制,上升至高空形成雷暴。此外,若熱帶氣旋的環流令中國東南部上空吹北或東北風,內陸高溫所觸發的雷暴或會隨風移向沿岸,並在下午較後時間,甚或入夜後影響本港。因此,這種與遠處熱帶氣旋相關的雷暴有時會稱為「黃昏雷暴」。例如在2023年7月15日,廣東沿岸受熱帶氣旋泰利的外圍下沉氣流影響,日間天晴酷熱,但內陸高溫觸發的雷暴隨著泰利環流,由東北面靠近,並在黃昏前後到達香港 (圖三)。秋季的午後雷雨即便在秋天的時候,午後仍可能有雷暴出現,較常見的是由海風匯聚導致。初秋時分,華南地區一般開始受東北季候風影響,但季候風通常較弱。在陽光充沛的日子,地面溫度仍然偏高,海風隨之產生,有時與背景的東北風在沿岸地區匯聚。若大氣不穩定,更可觸發對流天氣。例如在2020年9月3日,廣東地區受微弱的東北季候風影響。隨著地面氣溫上升,港島及九龍在中午前後轉吹偏南海風,但新界地區仍受偏北風影響(圖四)。午後驟雨及狂風雷暴開始在新界南部及九龍北部一帶的匯聚區發展(圖五),為沙田帶來超過70毫米雨量。當日本港更錄得超過2000次雲對地閃電。在夏秋兩季,縱使天氣晴朗,天文台預報員都會細心分析天氣形勢,並利用各種預報工具,評估出現驟雨及雷暴的可能性,適時向公眾提供相關預報和警告。不過雷雨實際發生的時間及地點有相當隨機性,仍是預報上一大挑戰。所以大家不要因為早上天晴就掉以輕心,要留意天文台最新的天氣資訊。進行戶外活動,更要注意雷暴警告是否生效及其影響範圍。
雷暴與閃電
[ "陳潤燊" ]
2023年12月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/thunderstorm-and-lightning/00705-Why-is-it-sunny-in-the-morning-but-thundering-and-raining-in-the-afternoon.html
[ "午後雷暴", "黃昏雷暴", "驟雨", "閃電" ]
tc
雷暴警告下可以繼續戶外活動嗎?
戶外活動前睇一睇有沒有雷暴警告分區資訊。
泳池廣播:「雷暴警告現正生效,為確保泳客安全,請盡快離開泳池...」 朋友甲立即上水面並致電朋友乙,著他不要來。朋友甲:「雷暴警告啊!你不用過來了,這裡的泳池要關門了。」 朋友乙:「我這邊泳池開啊!那你過來吧!」 朋友甲:「沒可能開吧!雷暴警告現正生效啊!」 朋友乙:「雷暴警告是正在生效,但你不知道雷暴警告有分區的嗎?」 朋友甲:「甚麼!?」 朋友乙:「打開手機應用程式「我的天文台」,你會見到雷暴警告圖標上有個紅點,即代表有分區資訊。按下圖標後,你就可以見到地圖上顯示受雷暴警告影響的區域了。」 朋友甲看了後:「怪不得你那邊的泳池有開,原來雷暴只是影響局部地區。」 朋友乙:「戶外活動前睇一睇有沒有雷暴警告分區資訊,就知道活動可否繼續。用「我的天文台」除了可以找到雷暴警告分區資訊外,仲可以睇到最新閃電位置。現時閃電都只是在你那區,我這邊沒有。快點過來吧!」
雷暴與閃電
[ "柯銘強" ]
2018年9月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/thunderstorm-and-lightning/00514-can-outdoor-activities-continue-under-thunderstorm-warning.html
[ "雷暴警告", "戶外活動", "我的天文台", "閃電位置", "局部地區分區資訊" ]
tc
霹靂金剛罩
若你駕車到郊外時遇上閃電及雷暴,逗留在車廂內是否安全呢?什麼是「法拉第籠」(Faraday Cage) 效應?
大家都知道行雷閃電是一種自然現象,晚上漆黑的天空有一道猛烈的閃光,勾劃出極強的視覺對比,如果從美學角度來看,畫面極為美麗,而近代文學家及詩人郭沫若也透過他的《雷電頌》表現出雷電的強大威力。可是,現實中人們卻懼怕雷電,因為可能會被擊中以致受傷,甚至喪命。其實被雷擊中的情況多數是可避免的。雷暴的發生是當積雨雲內的電荷積聚引致雲與地的電位差達到一定程度後,便會產生雲對地的放電,即我們見到的閃電現象。當你見到閃電,可能雷暴已非常接近。由於閃電在空中放電的通道溫度驟增,使空氣體積急劇膨脹,從而産生衝擊波,導致强烈的雷聲。從聲波在空氣一般情況下的傳播速度推算,若看見閃電3秒後聽到雷聲,表示雷暴正距離你大概1公里遠。如果你正處於空曠地方,就應盡快找尋安全地方躲避,不要逗留在樹下或桅桿旁。因雷電會傾向撃中高的物體,如站在這些東西旁邊,會較容易被擊中。若你駕車到郊外時遇上閃電及雷暴,逗留在車廂內是否安全呢?遇上雷暴時,最安全當然是躲進室內,但如果留在車廂中,只要緊閉門窗,如有外置天線的話, 放下它以免吸引閃電,這亦是辦法之一。因為就算車輛遭受雷擊,車身可以充當一個屏蔽,電流會通過車身和輪胎直接引入地下,不會通過車內的人。究竟是什麼原理,令藏身於一個金屬殼內也可保安全? 這主要是「法拉第籠」(Faraday Cage)效應。 「法拉第籠」是一個由金屬或良好導電體形成的籠子,由一英國物理學家發明,並以他的姓氏命名。他在1836年發現帶電的電導體( 如金屬)上的過剩電荷只存在於其表面上(即外殼),不會影響封閉在其內部的物體,因此電導體外殼便對其內部起了「保護」作用。 在雷雨天行車時,若車子被雷電擊中,由於「法拉第籠」效應,雷擊的電流會通過車的金屬外殼傳到車軸,再通過沾濕的輪呔將電流帶到地面去,所以在外駕駛時遇上行雷閃電,躲在車廂內基本上是安全的。要留意的是汽車被雷電擊中時,瞬間的高壓電可能會損壞車內的電子儀器,使其不能正常運作,這與雷電擊中飛機的情況一樣。如安全情況許可,最好把車停在路邊安全的地方,遠離大樹及桅桿,關掉引擎、電子音響系統,關閉所有門窗,不要觸摸車窗把手等。當然,,外出前應留意天文台發放的天氣資訊,如天氣惡劣,應盡量避免外出。
雷暴與閃電
[ "鄭婉圓" ]
2020年3月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/thunderstorm-and-lightning/00544-Thunderbolt-Hood.html
[ "打雷", "行雷", "閃電", "自然現象", "雷暴", "雷擊", "雷雨雲", "積雨雲", "電荷", "電位差", "「法拉第籠」效應" ]
tc
為什麼打雷時有不同的聲音效果?
雷聲是閃電發生時所產生的聲音。在短短數毫秒間,閃電的電流能將附近的空氣加熱至攝氏二萬度以上,比太陽表面還要熱。這時空氣會急劇膨脹,然後像炸彈爆炸一樣造成巨大的聲響。
這個系列會從不同角度探討雷電的科學。為我們打響頭炮的,就是令人震耳欲聾的雷聲。雷聲是閃電發生時所產生的聲音。在短短數毫秒間,閃電的電流能將附近的空氣加熱至攝氏二萬度以上,比太陽表面還要熱。這時空氣會急劇膨脹,然後像炸彈爆炸一樣造成巨大的聲響。一聲巨響之後,我們通常會聽到維持數秒的隆隆雷聲。原來第一次的巨響是來自整道閃電當中最接近我們的部分,而隨後的隆隆聲則來自較遠的部分。聲音被低雲、附近的山或建築物反射後,會導致連串微弱的回聲。 閃電也會在雲間發生,但由於強度沒有雲對地閃電那麼大,而且在天空高處發生,所以雲間閃電的雷聲一般較弱。 
雷暴與閃電
[ "李立信" ]
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/thunderstorm-and-lightning/00023-why-does-a-thunder-sound-the-way-it-does.html
[ "雷暴", "雷聲", "打雷", "行雷", "閃電" ]
tc
為什麼閃電形狀既彎曲又開叉?
閃電通道是依著電阻最少的路線伸展,所以閃電往往不是一條直線,而是彎彎曲曲的。
在第一章我們解釋了為什麼行雷會發出令人震耳欲聾的聲音,由於行雷經常伴隨著閃電,現在讓我們探索一下閃電的特別形狀。 閃電是將雲裡面的電荷釋放到空氣、然後再傳到地面的一個過程。空氣原本是電的絕緣體,但由於雲裡面大量的電荷引起感應作用,令雲和地之間產生很高的電壓,導致空氣產生電離,然後成為導電體。一條電離空氣的通道會首先在雲層出現,然後一節接一節地衝向地面,每節的長度大約數十米。由於大氣中的雜質和水份會令空氣在不同的方向產生電離,而閃電通道是依著電阻最少的路線伸展,所以閃電往往不是一條直線,而是彎彎曲曲的。有些時候,閃電通道的前端出現一條以上的導電路徑,令閃電通道依循這些路徑伸展,於是閃電便呈現分叉的樣子。  在閃電通道的多個分支當中,最先抵達地面的會建立一條從雲層至地面的導電路徑,情況就彷似有一根非常長的金屬線把它們連在一起。這時候,一道巨大的電流會立即在雲和地之間流過,閃電通道的所有分支會亮起來,長空登時被耀目的閃光劃破。
雷暴與閃電
[ "李立信" ]
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/thunderstorm-and-lightning/00022-why-lightning-looks-the-way-it-does-crooked-and-forked.html
[ "雷暴", "打雷", "行雷", "閃電", "電荷", "電流", "電壓", "電離", "閃電通道", "導電路徑" ]
tc
為什麼總是先閃電後打雷?
一個在地上的人先看到閃電才聽到雷聲,是因為光以大約每秒三億米的速度前行,遠快於聲音每秒340米的傳播速度。一個距離雷暴1000米的人,在閃電發生後幾乎即時(數微秒而已)便看到閃光,但大約3秒後才聽到雷聲(1000米除以每秒 340米)。
天上的雷公受命於玉帝,負責懲罰凡間的壞人。有一次,雷公錯手把一名善良的婦人轟死,後來玉帝查明真相,將她起死回生,並封為電母。玉帝更下令雷公以後打雷之前,要先讓電母發出閃電,照明是非善惡,以免冤情再生。以上當然只是傳說而已,在自然界的雷暴中,閃電和打雷幾乎同一時間發生。一個在地上的人先看到閃電才聽到雷聲,是因為光以大約每秒三億米的速度前行,遠快於聲音每秒340米的傳播速度。一個距離雷暴1000米的人,在閃電發生後幾乎即時(數微秒而已)便看到閃光,但大約3秒後才聽到雷聲(1000米除以每秒 340米)。 大家可以記住一個簡單的通則,只需將閃光和雷聲之間的秒數除以3,便可估計你和雷暴相距多少公里。舉一個例子,如果你看到閃電後9秒才聽到雷聲,雷暴應離你大約3公里。如果你幾乎同一時間看到閃電及聽到雷聲,雷暴一定非常接近,你要立即找地方躲避了。 打雷總是伴隨著閃電,如果你看到一道閃電,但卻聽不到雷聲,雷暴很可能離你頗遠,雷聲已折射往上空。聲音行走的距離愈長,偏離地面愈遠,在一般情況下,很少可以聽到來自15公里以外的雷暴所發出的聲音。 
雷暴與閃電
[ "李立信" ]
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/thunderstorm-and-lightning/00021-why-does-lightning-always-come-before-thunder.html
[ "雷暴", "雷聲", "打雷", "行雷", "閃電", "光速", "聲音傳播速度" ]
tc
為什麼我們聽不到遠方閃電的雷聲?
由於氣溫隨高度下降,聲音的速度也隨著高度下降。所以當聲波在接近地面移動時,最接近地面的部分移動最快,遠離地面的部分最慢,結果導致聲波改變其傳播方向,向上彎曲。聲音行走的距離愈長,偏離地面愈遠。一般情況下,很少可以聽到來自15公里以外的雷暴所發出的聲音。
上一章我們談到一個離雷暴較遠的人可能只看見閃電卻聽不到雷聲,現在讓我們探索一下為什麼會這樣。聲音藉空氣傳播(所以真空不會傳音),而它的速度受多個因素影響,當中包括空氣的溫度。一般來說,聲音在暖空氣的傳播速度比在冷空氣中較快。接近地面的空氣大部分時間較上空的空氣溫暖(詳情請參閱「高處不勝寒」一文)。由於氣溫隨高度下降,聲音的速度也隨著高度下降。所以當聲波在接近地面移動時,最接近地面的部分移動最快,遠離地面的部分最慢,結果導致聲波改變其傳播方向,向上彎曲。聲音行走的距離愈長,偏離地面愈遠。一般情況下,很少可以聽到來自15公里以外的雷暴所發出的聲音。在大氣的低層有時會出現逆溫層,即氣溫隨著高度上升。這時候雷聲會被折射向下,朝地面傳播,某些情況更會匯聚起來,導致巨大或連續數次的雷響。
雷暴與閃電
[ "李立信" ]
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/thunderstorm-and-lightning/00020-why-we-cannot-hear-the-thunder-of-a-distant-lightning.html
[ "雷暴", "雷聲", "打雷", "行雷", "閃電", "真空", "聲波" ]
tc
甚麼是旱天雷?
旱天雷是指沒有為地面帶來雨水的雷電。
通常打雷的時候會下雨,然而並非所有雷暴都會這樣。這種非一般的天氣現象被稱為旱天雷,現在讓我們探究它是怎樣形成的。旱天雷是指沒有為地面帶來雨水的雷電,其實產生這種雷電的雲也有降雨,只是雨點未到達地面前已經於空氣中蒸發掉。當雲層處於較高的上空,而雲與地面之間的空氣濕度很低,便有可能出現這種現象。來自砧狀雲的閃電便是一個例子,砧狀雲是積雨雲頂部向外伸展的雲層,離雷暴主體的降雨區較遠,從這些高雲掉下來的雨點在到達地面前有機會完全蒸發,但來自它的閃電卻能穿越乾燥的空氣並打在地上。旱天雷是很危險的天氣現象,因為它出現的地方沒有下雨,一般人往往對這種突如其來的閃電缺乏防範。旱天雷也是許多山火的罪魁禍首,當沒有雨水濕潤樹木和草地,雷暴能更輕易引發火災,而火焰亦會更迅速地蔓延。
雷暴與閃電
[ "李立信" ]
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/thunderstorm-and-lightning/00019-what-is-a-dry-thunderstorm.html
[ "雷暴", "旱天雷", "砧狀雲", "雷雨雲", "積雨雲", "打雷", "行雷", "閃電", "山火" ]
tc
甚麼是雲間閃電?
雲間閃電是不同雲區之間的放電,閃電通道不會到達地面。雲間閃電很多時候發生在同一團雲內電荷相反的區域之間,但有時亦會在兩團雲之間出現。由於閃電通道有可能被雲層遮蓋,地面上的人並非每次都看得到。
閃電可根據特性分為不同類型,最常見的兩種是雲對地閃電和雲間閃電。雲對地閃電是積雨雲和地面之間的放電,在所有閃電類型當中,它對地面的人和設施構成的威脅最大。雲間閃電是不同雲區之間的放電,閃電通道不會到達地面。雲間閃電很多時候發生在同一團雲內電荷相反的區域之間,但有時亦會在兩團雲之間出現。由於閃電通道有可能被雲層遮蓋,地面上的人並非每次都看得到。因此大家可能沒有察覺,其實雲間閃電是眾多閃電類別中發生最頻繁的一種,次數大約是雲對地閃電的十倍。顯然地,雲間閃電不會對地面上的人和物件構成威脅,但由於它在空中發生,有時在雲與雲之間的晴空中穿越,因此特別受到維護飛機安全的人士所關注。
雷暴與閃電
[ "李立信" ]
2009年9月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/thunderstorm-and-lightning/00018-what-is-cloudtocloud-lightning.html
[ "雷暴", "雲間閃電", "雲對地閃電", "雷雨雲", "積雨雲", "飛機安全" ]
tc
我們如何探測閃電?
我們籍由探測電磁場,便能知道閃電的存在。原理就如一部收音機接收廣播一樣。當我們把數個電磁場探測器放在不同的地方,它們探測到同一個閃電的電磁波的方向及時間都各有不同,只要將所有探測器的訊號傳回中央電腦,便可計算出閃電發生的位置和時間。
在現今先進的社會,閃電仍會帶給我們生命和財產的威脅。無論是飛機場運作、電力傳輸或通訊網絡,都有機會遭受雷電的破壞,為我們的生活帶來不便。如果我們能儘早探測閃電的發生,讓市民和有關機構及早知悉,將會大大減低意外和財物的損失。那麼,我們可以用什麼方法探測閃電呢?原來閃電除了產生光和聲音外,也會產生強大的電磁場。可以想像閃電有如一根長電綫,由雷雨雲一直伸延到地面,在很短時間讓一道很強的電流通過。基本電磁學告訴我們,這樣會產生强大電磁塲,以光速向四方八面擴散。我們籍着探測這個電磁場,便能知道閃電的存在,原理就如一部收音機接收廣播一樣。當我們把數個電磁場探測器放在不同的地方,它們探測到同一個閃電的電磁波的方向及時間都各有不同,只要將所有探測器的訊號傳回中央電腦,便可計算出閃電發生的位置和時間。至於這套閃電定位系統的詳細運算方法,我們留待下次再談。
雷暴與閃電
[ "梁庭傑" ]
2009年12月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/thunderstorm-and-lightning/00017-how-to-detect-lightning.html
[ "雷暴", "閃電探測器", "電磁場", "雷雨雲", "積雨雲" ]
tc
觀天防雷:教你趨吉避兇
要緊貼雷暴情況,大家可參考天文台的「香港閃電臨近預報」服務。有了這項服務,進行戶外活動時可多觀看天文台的定點閃電預報。例如在行山前先計劃中途退出路線或避險安排,行程中不時留意天氣變化,檢視未來一小時發生雷暴的機會,若有需要則立即改變或取消行程,這樣當能趨吉避兇。
在風雨飄搖的漆黑夜空裡,一道強光忽然劃破長空,以極強敏捷的身手蜿蜒前進,途中分裂成無數婀娜多姿的枝條,在末梢上又形成末梢,構築成一幅壯麗無比的圖畫。不一會又傳來震耳欲聾的巨響,轟呀!轟!好夢正酣的人兒紛紛被喚醒。 這叫閃電。這叫雷暴。閃電是大自然奇觀,卻也是個能在數秒內致人於死地的快槍手。香港間中便有人因被雷擊而受傷。要減少被雷擊的機會,最有效的方法是躲進室內。在戶外工作或活動的朋友需要知道什麼時候會發生雷暴,方能適時避險。要緊貼雷暴情況,除留意雷暴警告和使用指定地點閃電戒備服務外,大家現在亦可參考天文台新推出的「香港閃電臨近預報」服務。這項服務的原理,是利用「小渦旋臨近預報系統」計算出雷雨區的移動方向和速度,並揉合從「閃雷定位資訊系統」探測到的實時閃電位置數據,從而作出閃電預報。這項服務提供用戶當前位置或選定地點未來一小時的閃電預報,融合實測與預測資料,提供更貼身的體驗,讓市民儘早掌握雷雨區的發展與移動,及時避開被雷擊的可能。有了這項服務,進行戶外活動時可多觀看天文台的定點閃電預報。例如在行山前先計劃中途退出路線或避險安排,行程中不時留意天氣變化,檢視未來一小時發生雷暴的機會,若有需要則立即改變或取消行程,這樣當能趨吉避兇。要使用「香港閃電臨近預報」服務,可通過天文台流動版網站,選擇「定點天氣服務」下的「香港閃電臨近預報(試驗版)」(圖一),或在天文台網站上點選「自動分區天氣預報」服務,然後選擇「閃電」圖示即可(圖二)。網頁上提供閃電圖標和閃電地圖,閃電圖標顯示在每三十分鐘預報時段內出現閃電的情況:紅色閃電圖標表示十公里範圍內會有閃電,黃色閃電圖標則表示十五公里範圍內會有閃電。次三十分鐘的閃電圖標以中空圖案顯示,表示預報確定性較低。各位亦可觀看『氣象冷知識』:「天打雷劈」了解詳細用法。
雷暴與閃電
[ "胡宏俊", "楊海霖" ]
2017年8月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/thunderstorm-and-lightning/00495-observe-the-observatory-to-prevent-lightning-strokes.html
[ "雷暴", "雷暴警告", "打雷", "行雷", "指定地點閃電戒備服務", "香港閃電臨近預報", "小渦旋臨近預報系統SWIRLS", "閃雷定位資訊系統", "戶外活動", "行山", "自動分區天氣預報" ]
tc
我們如何計算閃電發生的位置?
閃電定位系統同時應用了閃電方位探測技術及閃電訊號接收時間的定位技術。,當閃電探測器接收了電磁波,它會自行計算出電磁波來源的方向和到達的時間。跟着閃電探測器便會把這些資料,訊號的幅度和極性,連同接收站的號碼傳回中央電腦進行運算。
在上世紀七、八十年代,電子技術仍在萌芽的階段。那時候科技人員已應用電子技術來探測雲對地的閃電位置,其中有兩種方法較為流行。第一種方法稱為閃電方位探測技術,而第二種方法稱為閃電訊號接收時間的定位技術。到了九十年代後期,隨着全球定位衛星的建成和被廣泛應用,以及高速的電子計算機出現,新的閃電定位系統便同時應用了以上兩種定位方法,大大提高了探測效率和準確度。如前章所述,當閃電探測器接收了電磁波,它會自行計算出電磁波來源的方向和到達的時間。跟着閃電探測器便會把這些資料,訊號的幅度和極性,連同接收站的號碼傳回中央電腦進行運算。而在中央電腦資料庫中,已存檔了不同接收站的準確地理位置以進行分析。此外,數據分析的要求是同時要有最少兩個接收站於數秒內傳回有效的數據,中央電腦才會啓動運算程序。因此,當中央電腦收集到越多不同閃電探測站的數據,閃電的位置和發生時間的推算便會越準確。距離閃電發生位置越近的探測站,會越早收到電磁波訊號。中央電腦便根據不同接收站的訊號接收時間和方向,來估算閃電的發生時間和地點,並且會重覆推算以得出準確的位置。運算的原理主要是根據三角學原理(參看圖1)。中央電腦會根據閃電與探測站電磁波接收時間之差計算出不同探測站與閃電位置的距離。而以該距離作為半徑畫一個圓形。當所有圓形能相交在同一點上,並且從這點到各站的方向也符合電磁波接收的方向,這個運算便可得出閃電發生的位置了。
雷暴與閃電
[ "梁庭傑" ]
2010年3月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/thunderstorm-and-lightning/00016-how-to-determine-the-lightning-location.html
[ "雷暴", "閃電", "位置", "閃電方位探測技術", "閃電訊號接收時間的定位技術", "閃電探測器", "電磁波" ]
tc
勿做避雷針
當雷暴發生時,避雷針把附近的雷電都吸引過來,然後引到地下去,保護建築物不受雷擊。在雷暴發生時,切勿站立在空曠的地方,或躲在高樹或電線桿下面,以免成為避雷針,被雷電擊中。
積雨雲內急劇擾動的氣流會令雲中的冰晶互相碰撞,因而帶電。一般來說,積雨雲的上部帶有正電荷,中下部帶負電荷。而雲底與地面產生感應,使地面帶有正電荷。當正負電荷之間的電壓到達某程度時,雲與雲之間或雲與地面之間就會出現放電的現象。地面的電荷會根據地形而有不同的分佈。在彎曲的地面上,電荷會比平地多一些﹙見圖一﹚。高聳的物體,它本身就是地面上最彎曲的部分。當地面受積雨雲感應而產生電荷時,它就會集中較多的電荷,而放電的機會則較高。因此,高聳的物體是較容易被雷電擊中。避雷針就是利用這個原理而運作的。它是一條安裝在建築物頂部的金屬棒,下部伸延至地底。當雷暴發生時,它把附近的雷電都吸引過來,然後引到地下去,保護建築物不受雷擊。在雷暴發生時,切勿站立在空曠的地方,或躲在高樹或電線桿下面,以免成為避雷針,被雷電擊中。
雷暴與閃電
[ "許建忠" ]
2011年6月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/thunderstorm-and-lightning/00015-dont-be-a-lightning-rod.html
[ "雷暴", "避雷針", "雷雨雲", "積雨雲", "放電現象", "正電荷", "負電荷", "電壓" ]
tc
閃電是否只擊向高的物件?
有一個誤解,認為閃電只會擊向最高的物件。,即使你看見附近有一些高聳的物體,也不代表你完全沒有雷擊的危險。
大家都知道閃電的危險,但往往有一個誤解,認為閃電只會擊向最高的物件,現在讓我們探索一下真相。閃電源於離地很高的雷雨雲,除非當閃電已到達很接近地面的高度,地上的物件對其路徑的影響其實非常低。較高的物件確實會因為它與閃電之間的空氣阻隔較少而比較容易受到雷擊。然而,要這個影響發揮作用,閃電必須處於物件非常近的距離,此距離大約等於物件的高度。例如一根4米高的桅桿只能吸引距離它4米以內的閃電。因此,即使你看見附近有一些高聳的物體,也不代表你完全沒有雷擊的危險。
雷暴與閃電
[ "李立信" ]
2011年9月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/thunderstorm-and-lightning/00013-does-lightning-always-strike-the-tallest-object.html
[ "雷暴", "閃電", "雷擊", "雷雨雲", "積雨雲" ]
tc
雷暴引起的微下擊暴流
由雷暴產生最強勁的下沉氣流稱為微下擊暴流。
雷暴是香港春季和夏季常見的天氣現象。 大多數雷暴由積雨雲組成,每塊積雨雲覆蓋範圍一般直徑約數公里,高度約十公里或以上。雷暴能引發各種惡劣天氣,包括暴雨,閃電,陣風,冰雹,水龍捲和龍捲風。強烈雷暴伴隨著強對流,能夠引起強下沉氣流和暴雨。由雷暴產生最強勁的下沉氣流稱為微下擊暴流,它由強烈雷暴所產生,氣流衝向地面後會向四周擴散。微下擊暴流維持很短時間,通常約5至15分鐘,而且影響範圍較小,直徑只有約1至3公里。飛機經過微下擊暴流會受到連串急速的氣流變化,順序為逆風(風吹向飛機),下沉氣流(風從上向下吹),然後是順風(風從後面吹向飛機)(圖 1)。如此迅速的氣流變化會危害飛機在降落和起飛時的安全。為應付微下擊暴流的影響,飛機師需要及時採取糾正措施,以確保飛機安全。香港天文台在大欖涌設有一台機場多普勒天氣雷達(圖 2),用作探測微下擊暴流和風切變,使飛機在香港國際機場升降時更加安全。機場多普勒天氣雷達配備一套先進的電腦程式,能自動探測雷暴引起的微下擊暴流和風切變現象,並以圖像方式呈現在顯示器上(圖 3),供航空交通管制員和航空氣象預報員參考,而微下擊暴流和風切變預警信息亦會立刻發送至飛機師和航空機構, 並且每分鐘至少更新一次。
雷暴與閃電
[ "黃冠華" ]
2011年9月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/thunderstorm-and-lightning/00025-microburst-induced-by-thunderstorms.html
[ "雷暴", "微下擊暴流", "微下擊爆流", "強對流", "下沉氣流", "風切變", "春季", "夏季", "春天", "夏天", "飛機", "順風", "逆風", "機場多普勒天氣雷達", "航空" ]
tc
追蹤雷暴、預測閃電---『機場雷暴和閃電預警系統』
『機場雷暴和閃電預警系統』巧妙地揉合實時閃電位置和天氣雷達數據,自動發出黃色或紅色閃電警告。當預計有雲對地閃電在機場島5公里範圍內發生、或有強雷達回波在機場15公里內及在機場5公里內探測到雲對地閃電,系統就會自動發出黃色閃電警告。當探測或預計雲對地閃電在機場島周圍1公里內發生,就會發出紅色閃電警告。
香港國際機場是世界上最繁忙的機場之一。2011年,在香港國際機場升降的航機便超過30萬架次。每年雨季,由雷暴產生的雲對地閃電可能會令在機場停機坪工作的人員、和在戶外登機的乘客受到電擊傷害。為此,香港天文台與香港國際機場合作,研發了『機場雷暴和閃電預警系統』,在保障機場員工和乘客的安全同時,亦盡量把對機場運作的干擾減到最小。『機場雷暴和閃電預警系統』巧妙地揉合實時閃電位置和天氣雷達數據,自動發出黃色或紅色閃電警告。其中用以預測閃電未來位置的技術名為『雷達回波相關追蹤技術』,能計算出雷達回波圖像上每個像素的移動矢量(TREC vector)。此技術的原理是先把雷達圖像劃分成多張同樣大小的小圖,然後比對接連兩張(時間1及時間2)雷達圖像,以時間1為基礎,利用相關性找出時間2對應的小圖,配對後兩張小圖在大圖的位置就代表了雷達回波在這段時間內的移動矢量(圖1),再利用外推法,便可計算閃電影響機場的時間。『機場雷暴和閃電預警系統』會發出紅色和黃色閃電警告。當預計有雲對地閃電在機場島5公里範圍內發生、或有強雷達回波在機場15公里內及在機場5公里內探測到雲對地閃電,系統就會自動發出黃色閃電警告。當探測或預計雲對地閃電在機場島周圍1公里內發生,就會發出紅色閃電警告(圖 2)。當黃色閃電警告生效時,停機坪上非必要的工作會停止。而當紅色閃電警告生效時,為了保障位處停機坪的人員安全,無論是飛機加油、戶外的乘客登機、下機、或者行李、貨物的處理等停機坪上的所有戶外運作都會暫停,待閃電過後才恢復運作。在這情況下,乘客提取行李的時間亦可能會延遲。
雷暴與閃電
[ "謝淑媚" ]
2012年6月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/thunderstorm-and-lightning/00012-predict-lightning-positions-by-tracking-thunderstorms-airport-thunderstorm-and-lightning-alerting-system.html
[ "雷暴", "閃電", "機場雷暴", "閃電預警系統", "黃色紅色閃電警告", "雷達回波相關追蹤技術", "移動矢量" ]
tc
颮線與石湖風—2005年5月9日狂風大揭秘
「石湖風」一般是指從北面突然吹襲的狂風暴雨看,可說是颮線引致陣風的一種俗稱。
「石湖風」一詞在華南,特別是珠江三角洲一帶流傳甚久,但起源則無法稽考。一般是指從北面突然吹襲的狂風暴雨。從氣象角度來看,「石湖風」可說是颮線引致陣風的一種俗稱。颮線是由多個雷暴區或雷暴單體組成的強烈雷雨帶。除了大雨及猛烈雷暴外,颮線移動快速及破壞力強,所經之處更會出現風向突變和風速急增的現象,相關連的狂風可達每小時百多公里,部分颮線亦會夾雜著冰雹及龍捲風。影響華南及其沿岸海域的颮線通常會在春末夏初時伴隨著南下的冷鋒或低壓槽出現。另外,當熱帶氣旋靠近華南時,其前沿的雨帶也有時會出現颮線。颮線在雷達上的回波看似一條狹窄的強烈雨帶,有時會像弧形的彎弓,寬約十至數十公里,長度則由數十到數百公里不等。過去部分經過香港的颮線也為本地帶來傷亡及經濟損失,2005年5月9日影響本港的強烈颮線便是一例。當時,葵涌錄得高達每小時135公里的陣風,部分在該區貨櫃碼頭的貨櫃被吹倒,導致一人死亡,兩人受傷。本港當日亦有超過100宗樹木及棚架倒塌報告。巧合地,於四年前的同一日(即2001年5月9日),香港同樣受到颮線的吹襲,當時葵涌區貨櫃碼頭亦有50個貨櫃被吹倒。與颮線相關的狂風大雨亦會對海上或江中的船隻構成重大威脅。在珠江口附近就分別於1980、1983及1985年發生渡輪在颮線的狂風暴雨下翻沉的慘劇,共造成數百人死亡。
雷暴與閃電
[ "李子祥" ]
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/thunderstorm-and-lightning/00030-squall-lines-and-shi-hu-feng-what-you-want-to-know-about-the-violent-squalls-hitting-hong-kong-on-9-may-2005.html
[ "雷暴", "颮線", "石湖風", "陣風", "雷暴單體", "冰雹", "龍捲風", "冷鋒", "低壓槽", "熱帶氣旋", "暴雨" ]
tc
「西北石湖風」與「東北石湖風」
與「西北石湖風」相關的弧形颮線通常會自珠江口西北部移向香港。「東北石湖風」的颮線通常會從內陸移至新界北部或東北部。
「石湖風」是颮線引致強陣風的一種俗稱。颮線是由多個雷暴區或雷暴單體組成的強烈雷雨帶。颮線移動快速並具破壞力,橫掃之處會出現瞬間風速飆升及風向突轉的現象,相關陣風的風速可達每小時百多公里。較強的颮線除伴隨著大雨及猛烈雷暴外,更有時會夾雜著冰雹及龍捲風。颮線一般會在雷達圖像上呈現為一條狹長的強烈雨帶,有時會像弧形的彎弓,寬約十至數十公里,而長度則可由數十到數百公里。在春末夏初,當冷鋒或低壓槽南下影響華南及其沿岸地區時,如配合大氣層上空有擾動由西向東經過的話,「西北石湖風」便可能會形成。與「西北石湖風」相關的弧形颮線通常會自珠江口西北部移向香港,首先影響新界西北部如流浮山、元朗等地區,然後再向東橫掃其他區域。有關「西北石湖風」的文章,請參看天文台教育資源另文「颮線與石湖風-2005年5月9日狂風大揭秘」。此外,當熱帶氣旋移至台灣附近海域時,其外圍雨帶仍未影響本港,而熱帶氣旋的下沉氣流一般會使華南沿岸地區雲量稀少。在長時間的日照下,廣東內陸地區下午會變得酷熱,地面溫度上升可能會激發雷暴產生。由於當時該區大氣層中層的背景風一般為北至東北風,因此內陸產生的雷暴會移近本港。而當多個雷暴區或雷暴單體組成颮線時,便形成俗稱「東北石湖風」的現象,該颮線通常會從內陸移至新界北部或東北部,然後再向南移動影響其他地區。2008年7月27日影響本港的強烈颮線便是「東北石湖風」的一例(圖一至圖四)。當該颮線經過新界東北部時,大尾篤錄得每小時超過100公里的陣風,而新界部分地區亦有冰雹報告。
雷暴與閃電
[ "李國麟" ]
2011年6月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/thunderstorm-and-lightning/00027-northwest-shi-hu-feng-and-northeast-shi-hu-feng.html
[ "雷暴", "颮線", "石湖風", "陣風", "雷暴單體", "冰雹", "龍捲風", "熱帶氣旋" ]
tc
水的四季形相 - 春
在春季,間中有冷鋒過境,隨後帶來乾燥的北風。反之,香港亦常常受到暖濕的海洋氣流影響,令天氣變得極為潮濕,出現薄霧或霧的情況。在香港,最常見的是春季的平流霧。相信大家都會記得本年2月較往年同期特別潮濕,家中的雪櫃、洗衣機或牆壁都掛著水珠,就似在冒汗一樣。這種現象便是我們所謂的“回南”天氣所致。
我們稱包圍著地球的空氣為大氣。大氣和人類及地球上各式各樣的生物有著密切的關係,就像魚類必須生活在水中一樣,我們生活在地球大氣的底部,一刻也無法離開大氣。大氣有著各樣的物理特性如溫度、濕度、風速、氣壓和降水等等,它們的變化時刻影響我們的活動與生存。我們將會以一系列的文章介紹大氣中各樣元素或特性在四季的變化,使讀者能對大氣有更深入的了解。本文會以「水」在春季時出現的一些特徵為題,開始我們的大氣之旅。大氣時時刻刻都在運動,使各地的熱量和水份得以交換。香港屬亞熱帶氣候帶,四季的天氣各有特色。在春季,間中有冷鋒過境,隨後帶來乾燥的北風。反之,香港亦常常受到暖濕的海洋氣流影響,令天氣變得極為潮濕,出現薄霧或霧的情況。在香港,最常見的是春季的平流霧,這段期間廣東沿岸海域的海面溫度仍然較低,當從較遠海洋而來的暖濕空氣靠近時,氣溫便會受下面較涼的海面影響而下降,空氣中的水氣亦隨之凝結成小水滴,霧便會出現﹙見圖﹚。 相信大家都會記得本年2月較往年同期特別潮濕,家中的雪櫃、洗衣機或牆壁都掛著水珠,就似在冒汗一樣。這種現象便是我們所謂的“回南”天氣所致。從氣象及物理的角度解釋,當冷空氣剛走,另一股暖濕的海洋氣流迅速補充之時,牆壁、地板和室外玻璃的表面溫度仍然較低,空氣中的水氣在遇上這些表面時便很容易凝結成水點,而由於這些表面的吸水能力低,所以有利小水點聚集而形成可見的水珠。不過,隨著氣溫逐漸回升,水氣開始升騰,“回南”天氣的種種現象亦會隨之減退。
天氣現象
[ "彭志健" ]
2010年6月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/weather-phenomena/00039-the-looks-of-water-in-spring.html
[ "春天", "大氣", "季", "霧", "薄霧", "平流霧", "回南天", "潮濕", "冷鋒", "北風", "暖濕空氣" ]
tc
水的四季形相 - 夏
在夏季,香港不時會受到暴雨的影響而出現水浸和山泥傾瀉等情況,為生活帶來不便。為何夏季會出現較多的暴雨?暴雨形成的主要物理條件是要有充足的水汽供應、強烈的氣流上升運動和不穩定的大氣
在夏季,香港不時會受到暴雨的影響而出現水浸和山泥傾瀉等情況,為生活帶來不便。那麼為何夏季會出現較多的暴雨?暴雨形成的主要物理條件是要有充足的水汽供應、強烈的氣流上升運動和不穩定的大氣,以下為大家逐一介紹。在本港,暴雨的水汽可以是來自偏南方向的南海或孟加拉灣,也可是來自偏東方向的西太平洋。在夏季,巨大的中國大陸地面受熱,溫度上升較海洋快和急,形成海陸表面溫度懸殊,產生了季候風,由海洋吹向陸地,輸送充足的水汽。強對流活動一般發生在夏天,當濕潤的地表受到陽光照耀時,大量水分會被蒸發,濕暖的空氣會引起強烈的上升氣流。當水汽上升至某一高度便會被冷卻及凝結成小水滴,然後形成厚厚的積雨雲﹙見圖﹚。雲內的水滴受上升運動的影響會不斷聚集及增大,直到重量過大至不能被上升氣流所承托時,就急劇地降落到地面引發暴雨。空氣的穩定性會受濕度和溫度影響,冷的乾空氣一般較為穩定,不利上升運動。反之,潮濕而溫暖的空氣則較不穩定。在夏天的大部分日子裡,低層空氣會較為暖而濕,而上層的空氣則乾而冷,當濕暖空氣向上升而凝結成雲的時候,會釋放出大量的熱量,有助空氣上升,進而引發向上抽氣的效果。如果有許多雲團集結在一起,那麼這種抽氣的效果就會非常強大,足以使低層大氣的氣壓降低,並將四週的濕暖空氣源源不斷地引到雲體內,促使積雨雲充分發展,繼而帶來滂沱大雨。另外,大氣的運動和流水一樣,常產生波動或渦旋。這些波動或渦旋能幫助氣流上升,加劇了暴雨的形成。雖然暴雨會為生活帶來不便,也有造福人類的一面,適量的雨水不單可以舒緩旱情,亦可為炎熱的夏天帶來一點涼意。此外,在水資源日趨緊張的情況下,雨水更是我們要收集和利用的寶貴資源。
天氣現象
[ "彭志健" ]
2011年9月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/weather-phenomena/00040-the-looks-of-water-in-summer.html
[ "夏天", "夏季", "大氣", "季", "暴雨", "季候風", "對流", "氣流上升運動", "不穩定大氣", "積雨雲" ]
tc
水的四季形相 - 秋
常說「秋高氣爽」,此話何解?香港的夏季主要受偏南氣流影響,潮濕多雨。到了秋天,源自內陸的東北季候風日盛,雨量和雲量亦隨之減少,天氣變得乾燥。
相信大家在潮濕炎熱的夏天中,都會盼望秋天能早點到來,為我們帶來清爽涼快的天氣。秋天是寒暑交替的季節,雖然偶有一兩場降雨,但整體上天氣逐漸變得較為乾燥和清涼。「水」在秋季顯得較為遜色,遠不及在春、夏兩季來得多變。大家常說「秋高氣爽」,此話何解? 從氣象學的角度來看又有什麼物理解釋?香港的秋季一般較其他季節為短,帶來的感覺並不明顯,但在中國大部分地區,秋季卻相當有特色。據氣候資料顯示,北京、上海、武漢、蘭州、烏魯木齊和拉薩等地,秋季的溫度怡人,平均降雨日數遠較夏季為少。按氣候規律來說,在經過夏天雨水的沖洗後,初秋空氣中的塵埃雜質大為減少,大氣的透明度亦顯著提高。根據散射定律,當空氣中的塵埃及其他較大微粒減少後,天空在散射波長較長的偏紅光波的能力轉弱,反而突顯了對波長較短的紫光和藍光的散射(圖1),因而天空看上來變得更蔚藍。香港的夏季主要受偏南氣流影響,潮濕多雨。到了秋天,源自內陸的東北季候風日盛,雨量和雲量亦隨之減少,天氣變得乾燥。此外,華北、華中和華東的雨季基本結束,北方乾冷氣團的勢力逐漸增強,一步一步向南擴展,迫使夏季持續影響內陸上空的暖濕空氣向南撤離,大氣中的雲霧隨之減少,天氣變得爽朗怡人。不過亦有例外情況。由於秋天是交替的季節,天氣系統一般較弱,在乾燥而又微弱的東北季候風影響下,加上日間的太陽照射,容易做成海面和陸地出現明顯的溫差,引起海陸風效應,沿岸地區可以局部轉吹濕暖的偏南風,與大範圍背景的東北風匯合,形成輻合區。這個輻合區會隨著海風的擴展繼續往內陸推進,因此下午的雷雨通常集中於內陸地區。在晚間,情形相反,陸地因輻射冷卻, 地表溫度下降較快,海風逐漸消退,陸風相對增強並將輻合區往南推,為香港等沿岸地區帶來雨水(圖2)。
天氣現象
[ "彭志健" ]
2011年12月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/weather-phenomena/00041-the-looks-of-water-in-autumn.html
[ "秋天", "秋季", "大氣", "季", "散射定律", "波長", "乾燥清涼", "海陸風", "海風", "陸風", "夜雨", "東北季候風", "輻合區" ]
tc
水的四季形相 - 冬
由於香港處於亞洲大陸這片廣闊陸地的東南部邊緣,冬季的天氣有別於一般亞熱帶地區。在冬天,亞洲大陸中北部地區如西伯利亞等地天氣變得寒冷,冷空氣在這些地區逐漸積聚。與此同時,由於陸地比海洋散熱較快,形成冬季季候風,由陸地吹向海洋方向,將冷空氣從北方帶來沿岸地區影響我們。
香港位於亞熱帶,緯度與夏威夷相若,但一年當中的溫度變化卻比夏威夷大,香港的夏季和冬季的月平均溫度可相差超過10oC。由於香港處於亞洲大陸這片廣闊陸地的東南部邊緣,冬季的天氣有別於一般亞熱帶地區。在冬天,亞洲大陸中北部地區如西伯利亞等地天氣變得寒冷,冷空氣在這些地區逐漸積聚。與此同時,由於陸地比海洋散熱較快,形成冬季季候風,由陸地吹向海洋方向,將冷空氣從北方帶來沿岸地區影響我們。當寒冷的冬季季候風抵達香港時,氣溫會顯著下降,若氣象條件適合,郊區和高地便有機會出現結霜的情況。結霜是一種天氣現象,一般可分為由輻射冷卻造成的霜﹙輻射霜﹚、平流霜及霧淞。在香港較多出現的是輻射霜,本文會重點介紹這種霜的成因。在寒冷季節的清晨,偶爾見到草葉上、土塊上一層薄薄白色的冰晶便有可能是輻射霜,它的出現不單和當時的氣象條件有關,與所依附著的物體本身的屬性也有關係。當物體受輻射冷卻影響,表面溫度迅速下降時,貼近物體表面空氣溫度相對較高,空氣會冷卻並同時將多餘的水汽釋放出來。如果溫度降至0oC或以下,水汽會在物體表面上凝華成冰晶,這就是霜。凝華是指一種物質從氣態不經過液態直接轉化為固態的過程,是一種釋放熱能的反應,常見的例子便是結霜(圖1)。除物體表面和空氣溫度外,雲對地面輻射冷卻會有妨礙,多雲的情況下輻射冷卻會較弱,不利於霜的形成。因此,霜大多出現在晴朗的晚上,也就是地面輻射冷卻最強的時候。風對於霜的形成也有很大的影響。在微風的時候,空氣可緩慢地流過較冷的物體表面,同時不斷輸送水汽,有利於霜的形成。相反,在風大的時候,空氣流動急速,未能充分接觸物體表面,同時,空氣容易互相混合,不利於溫度降低,妨礙霜的形成。轉眼一年,四季循環。本文是此文章系列中最後的一篇,希望讀者能對大氣有更深入的了解及更能欣賞四季的變化。
天氣現象
[ "彭志健" ]
2012年3月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/weather-phenomena/00042-the-looks-of-water-in-winter.html
[ "冬天", "冬季", "大氣", "季", "季候風", "霜", "輻射霜", "輻射冷卻", "昇華", "凝華", "平流霜", "霧淞" ]
tc
冰粒 – 香港罕見的冬季降水現象
小冰粒是如何形成?它和降雪又有什麼分別呢?小冰粒產生的過程中,空中存在由雪花融化而成尚未凝結的水點,這些水點遇到冷的物件時便結成冰依附其上。這種現象對飛行中的飛機造成危險,稱為積冰現象。
冰粒 – 香港罕見的冬季降水現象 黃秀霞、張冰 2017年2月 2017年1月香港的氣溫比正常暖,在春節大家有否趁假期到北方較冷的地方,感受在寒冷天氣下過白色新年的氣氛呢? 在香港能看到雪景的機會確實很低,但是各位還記得去年(2016年) 初的那次強烈寒潮嗎? 當時香港雖然没有下雪,但卻出現了更罕見的冬季降水現象 – 小冰粒。 小冰粒是如何形成?它和降雪又有什麼分別呢? 空氣中的水汽冷卻會凝結成雨點,當溫度足夠低於冰點時,水汽會直接凝結為固態的冰晶並組合成為雪花。冬天高空的氣溫很冷,如有足夠的水汽,雪花便開始形成。大氣層一般是隨高度越高,溫度越低。雪花受地心吸力下降時,如周圍溫度高於冰點,便會開始融化。如周圍溫度足夠低以致雪花下降到地面時没有融化或未全部融化,我們便可觀測到下雪現象。 但如果溫度不是隨高度變的越低,而是中間夾着一層較暖的空氣層(如圖1),會發生什麼事呢? 雪花會先融化成雨滴,當雨滴下降至零度以下的冷層時,雨滴再凝結成為小冰粒。和輕輕飄落的雪花不同,由於冰粒較硬,落在地面或硬物上甚至會彈來彈去。 2016年1月24日,香港受一股強烈寒潮影響,天氣非常寒冷。當日下午在香港國際機場首次觀察到冰粒這種罕見的冬季降水現象,高地亦有冰粒及廣泛的結冰報告。圖2是當日在大帽山雷達站附近觀察到的冰粒及結冰現象。圖3是那天早上的溫熵圖,它能顯示大氣層的垂直結構,黑色線及紅色線分別是溫度及露點隨高度的變化。圖五中可見當天大氣底部有兩個零度以下的冷層(用藍色標示),它們之間相隔著較暖的空氣層(用橙色標示),正好符合產生冰粒的條件。 小冰粒產生的過程中,空中存在由雪花融化而成尚未凝結的水點,這些水點遇到冷的物件時便結成冰依附其上。這種現象對飛行中的飛機造成危險,稱為積冰現象。當天政府飛行服務隊的直升機在大帽山執行拯救任務時就因遇上機身結冰的問題要臨時降落到石崗機場進行除冰,機場氣象所亦收到數班航機報告機身出現積冰。 迷人天氣現象的背後往往帶有一些危險性,大家在欣賞之餘也要注意安全呢!如欲閱覽更多有關冬季降水的文章,請瀏覽香港天文台網誌和教育資源: https://www.hko.gov.hk/tc/blog/00000190.htm https://www.hko.gov.hk/tc/blog/00000160.htm 圖一   冰粒形成的概念圖。 圖二   2016年1月24日在大帽山雷達站觀察到的冰粒(左)及結冰(右)現象。 圖三   2016年1月24日早上的溫熵圖。 2017年1月香港的氣溫比正常暖,在春節大家有否趁假期到北方較冷的地方,感受在寒冷天氣下過白色新年的氣氛呢? 在香港能看到雪景的機會確實很低,但是各位還記得去年(2016年) 初的那次強烈寒潮嗎? 當時香港雖然没有下雪,但卻出現了更罕見的冬季降水現象 – 小冰粒。小冰粒是如何形成?它和降雪又有什麼分別呢?空氣中的水汽冷卻會凝結成雨點,當溫度足夠低於冰點時,水汽會直接凝結為固態的冰晶並組合成為雪花。冬天高空的氣溫很冷,如有足夠的水汽,雪花便開始形成。大氣層一般是隨高度越高,溫度越低。雪花受地心吸力下降時,如周圍溫度高於冰點,便會開始融化。如周圍溫度足夠低以致雪花下降到地面時没有融化或未全部融化,我們便可觀測到下雪現象。但如果溫度不是隨高度變的越低,而是中間夾着一層較暖的空氣層(如圖1),會發生什麼事呢? 雪花會先融化成雨滴,當雨滴下降至零度以下的冷層時,雨滴再凝結成為小冰粒。和輕輕飄落的雪花不同,由於冰粒較硬,落在地面或硬物上甚至會彈來彈去。2016年1月24日,香港受一股強烈寒潮影響,天氣非常寒冷。當日下午在香港國際機場首次觀察到冰粒這種罕見的冬季降水現象,高地亦有冰粒及廣泛的結冰報告。圖2是當日在大帽山雷達站附近觀察到的冰粒及結冰現象。圖3是那天早上的溫熵圖,它能顯示大氣層的垂直結構,黑色線及紅色線分別是溫度及露點隨高度的變化。圖五中可見當天大氣底部有兩個零度以下的冷層(用藍色標示),它們之間相隔著較暖的空氣層(用橙色標示),正好符合產生冰粒的條件。小冰粒產生的過程中,空中存在由雪花融化而成尚未凝結的水點,這些水點遇到冷的物件時便結成冰依附其上。這種現象對飛行中的飛機造成危險,稱為積冰現象。當天政府飛行服務隊的直升機在大帽山執行拯救任務時就因遇上機身結冰的問題要臨時降落到石崗機場進行除冰,機場氣象所亦收到數班航機報告機身出現積冰。迷人天氣現象的背後往往帶有一些危險性,大家在欣賞之餘也要注意安全呢!如欲閱覽更多有關冬季降水的文章,請瀏覽香港天文台網誌和教育資源:https://www.hko.gov.hk/tc/blog/00000190.htm https://www.hko.gov.hk/tc/blog/00000160.htm 圖一   冰粒形成的概念圖。 圖二   2016年1月24日在大帽山雷達站觀察到的冰粒(左)及結冰(右)現象。 圖三   2016年1月24日早上的溫熵圖。 https://www.hko.gov.hk/tc/blog/00000160.htm 圖一   冰粒形成的概念圖。 圖二   2016年1月24日在大帽山雷達站觀察到的冰粒(左)及結冰(右)現象。 圖三   2016年1月24日早上的溫熵圖。
天氣現象
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https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/weather-phenomena/00487-ice-pellets-v-a-rarely-observed-winter-precipitation-phenomenon-in-hong-kong.html
[ "冰粒", "雪", "冬季降水", "溫熵圖", "寒潮", "露點溫度", "飛行航空", "積冰" ]
tc
冰雹與鈎狀回波
落雹是一種自然現象,在香港並不常見,平均每一至兩年才出現一次。較大的冰雹會破壞農作物,打破窗戶,溫室玻璃和汽車擋風玻璃等。天氣雷達是天文台監測冰雹的主要工具,雷達圖所顯示的回波反射率及其形狀為識別冰雹提供了重要線索。
落雹是一種自然現象,在香港並不常見,平均每一至兩年才出現一次。較大的冰雹會破壞農作物,打破窗戶,溫室玻璃和汽車擋風玻璃等。在過去二十年(2000年1月至2020年8月),香港共有11日錄得冰雹報告。近年本地較大規模落雹的一次,發生於2014年3月30日晚上。當晚受低壓槽影響,香港廣泛地區出現滂沱大雨及強烈雷暴並伴隨落雹,天文台更需要發出黑色暴雨警告信號。在暴雨期間,天文台收到本港多處地區的冰雹報告,大部分報告的冰雹大小約 20 至 30 毫米(圖一)。冰雹是強雷暴中產生的大冰粒。強雷暴出現時,大氣的垂直運動十分猛烈。由於大氣對流層的温度一般隨高度增加而下降,當較暖濕空氣上升時,空氣中的水分會遇冷凝結。由於上升氣流猛烈,水汽會被帶到凍結層以上並不斷打滾,凝結成冰粒。打滾過程冰粒不斷吸收水分,像"雪球"般越滾越大,最後當上升氣流不能再承托冰粒重量時,這些超重的冰粒便會跌落地面,形成落雹[1](圖二)。天氣雷達是天文台監測冰雹的主要工具,雷達圖所顯示的回波反射率及其形狀為識別冰雹提供了重要線索。冰雹形成於強雷暴中,在雷達圖中除了有很強的回波反射率外,有時甚至會出現一種呈"鈎"狀的回波結構,稱為「鈎狀回波」,如2014年3月30日晚上的雷達圖便出現了清晰可見的鈎狀回波特徵(圖三)。鈎狀回波是超級單體雷暴的一個重要特徵,代表與強雷暴相關的積雨雲發展已經相當旺盛。此時積雨雲中強勁的上升氣流甚至令雨水無法落到地面,導致底層出現弱回波區,"鈎"狀的回波結構便因而形成。除了冰雹及強雷暴外,鈎狀回波有時更伴隨龍捲風或水龍捲的出現,是一種代表破壞性極強的回波特徵。大家如果以後在雷達圖中發現鈎狀回波有機會影響自己時,切記要避之則吉,特別若是身處戶外的話,應立即躲入堅固的建築物內。鈎狀回波與冰雹的出現有一定關聯性,但亦非必然,不是每次有鈎狀回波就表示有冰雹,反之亦然。預報員需要綜合眾多的觀測去判斷落雹的可能性,例如天文台近年添置的大老山雙偏振S波段多普勒天氣雷達(圖四),便大大提升了監測冰雹的能力[2][3]。
天氣現象
[ "黎宏駿", "江偉" ]
2020年9月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/weather-phenomena/00550-hail-and-hook-echo.html
[ "落雹", "農作物", "冰雹", "低壓槽", "黑色暴雨警告", "強雷暴", "上升氣流", "大老山天氣雷達站", "雙偏振S波段多普勒天氣雷達", "雷達回波反射率", "超級單體雷暴", "積雨雲", "龍捲風", "水龍捲" ]
tc
臨近冰點的香港 - 歷史角度
香港位於亞熱帶,氣候相對和暖,一些寒帶地區在冬季常見的天氣現象,例如下雪,在香港屬於較為罕見,本地市民甚少甚至從沒在香港見過。根據歷史氣象記錄、目擊者報告和文件,在 1948 年 1 月至 2014 年 2 月期間,香港冬季曾有結霜、結冰、霧淞、雨夾雪(或稱夾冰丸)和降雪等五種特殊天氣現象的報告
香港冬季特殊天氣現象的氣候記錄香港位於亞熱帶,氣候相對和暖,一些寒帶地區在冬季常見的天氣現象,例如下雪,在香港屬於較為罕見,本地市民甚少甚至從沒在香港見過。根據歷史氣象記錄、目擊者報告和文件,在 1948 年 1 月至 2014 年 2 月期間,香港冬季曾有結霜、結冰、霧淞、雨夾雪(或稱夾冰丸)和降雪等五種特殊天氣現象的報告,在本文中統稱為「香港冬季特殊天氣現象」。圖 1 和圖 2 分別列出這些天氣現象按年份和月份的出現日數。從分佈圖中可見,結霜、結冰、霧淞、雨夾雪和降雪按次序愈見罕有。當中,霧淞、雨夾雪和降雪報告非常少,過去 66 年中僅有數次。除 1987 年 11 月曾有過一次結霜報告外,其餘的冬季特殊天氣現象皆在十二月至三月期間發生。有關分辨這些特殊現象的方法,詳見同系列網誌:「臨近冰點的香港 - 觀測角度」。降雪是香港最罕見的冬季天氣現象,自 1948 年以來僅有四次報告,分別在 1967年2月2日、1967年12月13日、1971年1月29日及1975年12月14日(見表一)。第一個報告的地點是在歌連臣角懲教所,而另外三個報告均在大帽山近山頂的位置。香港最冷的一天除戰後的四個降雪報告外,香港在 19 世紀末亦曾經歷過一次聞名的冰雪天氣過程。事發在1893年1月,當時香港的行政範圍仍然局限在九龍界限街以南。 1月15日至18日期間,香港天氣極其嚴寒,天文台的氣溫在1月18日的早晨降至 0.0 度,是自1884年有記錄以來最低,自此亦從未被打破。在高地如港島山頂和植物公園 (1975 年正式易名為香港動植物公園,俗稱「兵頭花園」) 的氣溫更低於零度。根據證人的報告,16 及 17 日在山頂上有顯著的結冰現象出現,而當時的《德臣西報》 (又譯名為《中國郵報》,是香港的第二份報紙,原名為 “The China Mail”) 有這樣的報導:「山頂的居民談及山區出現大幅結冰,導致許多路面被冰所覆蓋,變得難以站穩及非常危險」。報導亦提及冰柱沉重地掛在電話線上。當時有一位 L. Gibbs 先生在一份時稱“Hong Kong Naturalist” 的期刊中提到:「雨一落下便結冰,我清楚記得當我抵達馬己仙峽道時,我穿的厚外套已經被凍得僵硬」[1]。從這些栩栩如生的描述及根據「臨近冰點的香港 - 觀測角度」一文中有關冬季降水天氣的特徵,當時的結冰現象好可能由凍雨所導致。雖然當時在天文台並沒有觀測到降雪,但是首任天文台台長在他的報告中指出山上好像被雪和白霜所覆蓋。而且,在香港以北及以東的廣東(即界限街以北)有暴風雪報告 [2-3]。時任植物及林務總監 Charles Ford 先生印象深刻,憶述當時的冰雪情境如下 [2] (圖3):「在大陸和大嶼山的所有山頭均變為白色及有結冰,而大嶼山其中一個山峰 (高 3147 呎) 從山頂至往下數百呎看來像蓋著雪。早於 1 月 15 日傍晚,位於大陸的大帽山山頂 (高約 3300 呎) 已呈現白色一片,大概是冰或雪。」1883年降雪的美麗誤會在網上曾經流傳一張樂群樓 (Foochow Club) 和街道上滿佈積雪的舊照片,並引起很多有關在 1883 年 (香港天文台成立那年) 香港曾降大雪的猜測。但事實上照片中的樂群樓 [4]位於福建省福州市,不是在香港。天文台的報告中亦沒有任何 1883 年出現降雪的記錄。
天氣現象
[ "李子祥", "江君彥註", "楊漢賢" ]
2014年4月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/weather-phenomena/00480-hong-kong-at-freezing-point-historical-perspective.html
[ "氣候記錄", "冬季天氣", "冬天天氣", "特殊天氣現象", "香港最冷", "嚴寒", "凍雨" ]
tc
臨近冰點的香港 - 觀測角度
如何分辨不同種類的冬季特殊天氣現象?這些現象主要出現於 12 月至 3 月之間。它們的差別在於形成過程、晶體結構和外型,與及形成時的天氣狀況。
2013 年 12 月和 2014 年 2 月香港受寒潮影響期間,本地媒體和社交網絡上引起過一些有關香港雪影的談論。一些熱心人更無懼嚴寒跑到大帽山盼望一睹雪景。香港天文台亦收到數個懷疑出現冬季特殊天氣現象的查詢,部分並且附上影片和照片。我們非常感謝市民向天文台提供這些特殊天氣的觀測資料!如何分辨不同種類的冬季特殊天氣現象?根據天文台在 1948 年 1 月至 2014 年 2 月期間的記錄,在強烈寒潮及大氣條件適合的情況下,香港的冬季過去曾有五種特殊天氣現象的報告,包括結霜、結冰、霧淞、雨夾雪 (或稱夾冰丸) 甚至降雪 (相關的歷史資料及氣候統計結果,詳見同系列網誌:「臨近冰點的香港 - 歷史角度」)。這些現象主要出現於 12 月至 3 月之間。它們的差別在於形成過程、晶體結構和外型,與及形成時的天氣狀況 [1-5] (詳見附件 1)。圖一 (a)、一 (b) 和 一(c) 分別顯示香港曾觀測到的結霜、結冰及霧淞現象的例子。圖 2 為出現不同冬季降水天氣的典型大氣條件示意圖。最近的大帽山個案我們可以嘗試利用 2014 年 2 月 10 日晚上約11時在大帽山雷達站外出現的「懷疑降雪」報告作為例子,以說明如何辨別冬季降水天氣類型。當晚有人目睹和錄影了約 2 至 3 分鐘懷疑固體降水,隨後變成液體降水的過程。目擊者同時亦提供了數張地上和葉面上有結冰的照片。當時在大帽山自動氣象站錄得的氣溫約為零下 1 度至零下 2 度,沒有測量得到的雨量。 高空探空資料顯示該晚的凍結高度 (freezing level) 約為 3400 米,表示如在有利的大氣條件下,雪可在這高度之上形成。但在 1200 米與 2500 米之間為相對溫暖(約 5 至 9 度)及水氣飽和的一層。在香港國際機場的微波輻射計探測到的垂直剖面亦顯示在 1 公里高的地方有一層冷空氣(約 0 至 2.5 度),而之上是較溫暖和水氣飽和情況。回看圖2所示的情景,2 月 10 日晚上在垂直方向的氣溫變化正好符合出現雨夾雪或凍雨的條件。這顯示即使大帽山山頂之溫度是零度以下,其上空仍然是相對溫暖及水氣飽和的厚雲層。任何從高空降下的雪花,在穿過這較暖層時都會融化,因此降雪能到達地面的可能性是非常低。較可能出現的情形是融化中的雪花或雨點在遇到近大帽山地面的零度或以下溫度時再度凝結成細小的冰丸。換言之,當晚在大帽山的天氣現象好可能是非常輕微的雨夾小冰丸和地面輕微結冰(凍雨)的情況。昔日降雪報告「懸案」?天文台在二次大戰之後共收過四次降雪報告,全發生於多年之前,分別在 1967年2月2日、同年12月13日、1971年1月29日及1975年12月14日。當時的儀器觀測相對貧乏,對事發當時、當地的氣象環境掌握不多,主要是地面的氣溫。當時對降雪現象的評估,主要基於證人的描述以及最接近事發時的大氣數據。除1975年的個案外,其他三次降雪報告中的氣溫皆高於零度,那些現象真的是降雪嗎?有沒有可能是融化中的雪花、雨夾雪,甚至是其他呢?假如純粹以物理學的角度考慮,雪在顯著高於零度的環境中確實不能長時間保持固態。但若果溫度只是稍高於零度,再配合足夠乾燥的環境,雪花降下時仍有可能維持不完全融化甚至不融化。1967 年 12 月 13 日案例的高空探空資料正好顯示有這種乾燥條件。至於 1971 年 1 月 29 日及 1967 年 2 月 2 日兩案例,環境條件沒有那麼乾燥,對雪花保持固態相對不太有利,因此我們仍不能排除這些個案或與融化中的雪花或雨夾雪有關的可能性。若有時光隧道,能把現代的先進儀器帶到過去的事發現場的話,那就容易判斷得多了。
天氣現象
[ "李子祥", "江君彥註", "楊漢賢" ]
2014年4月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/weather-phenomena/00481-hong-kong-at-freezing-point-observation-perspective.html
[ "冬季天氣", "冬天天氣", "降雪報告", "特殊天氣現象", "寒潮", "結霜", "結冰", "霧淞", "雨夾雪", "夾冰丸", "降雪", "微波輻射計", "高空探測", "凍結高度", "固體降水液體降水", "凍雨" ]
tc
香港難得一見的霧淞奇境
霧淞常常凍結在草木或岩石上,並且向著迎風面不斷增長,最後造成羽毛狀的外觀。由於空氣中含有無數微小的水滴,在嚴寒的天氣裡,小水滴被極度冷卻,一接觸到溫度處於冰點以下的物體表面,會立刻凍結,成為純白冰晶,而大量凍結的冰晶即形成霧淞。
2010年12月15至18日,華南受一股強烈冬季季候風影響。12月16日,香港天氣寒冷,初時有幾陣雨,吹清勁至強風程度北風,高地間中吹烈風,圖一為當日早上八時的天氣圖。天文台當日早上氣溫下降至8.1 度,而大帽山的氣溫更迅速下跌至冰點(0℃)以下(見圖二)。由於多雲及風勢頗大(見圖三),大帽山氣溫從午夜時約3度持續下降,日間氣溫徘徊在零下二度左右(見圖 二)。在這期間,天文台職員在大帽山氣象站附近(圖四)觀測到霧淞的奇境。霧淞和霜形成的條件不同(在多雲或大風的日子並不利於霜的形成,詳情見另文)。由於空氣中含有無數微小的水滴,在嚴寒的天氣裡,小水滴被極度冷卻,一接觸到溫度處於冰點以下的物體表面,會立刻凍結,成為純白冰晶,而大量凍結的冰晶即形成霧淞(圖五)。當日早上,由於剛下完雨,大帽山溫度低而濕度高,山上雲霧籠罩,水氣充足並有強風吹拂,有利霧淞的形成( 圖六)。霧淞常常凍結在草木或岩石上,並且向著迎風面不斷增長,最後造成羽毛狀的外觀(圖七) 。羽狀冰晶的長度從幾公分到幾十公分不等,甚至有結成團塊的情況,或者把地面整棵矮樹包裹起來。霧淞形態多變,經常展現出雪樹銀花的耀眼風姿,為寒冬大地帶來華麗的裝飾(圖八)。其實霧淞在中國東南部以至台灣並非罕見的現象,在這些地區,人們若在冬季強寒流影響下攀登高山,會有不少 機會親眼目睹霧淞。從分布位置來看,山坡迎風面的上部最容易累積霧淞,其形成範圍也最廣。但是霧淞形態並不易維持,真正存在的時間很短,一經陽光照射便即 融化,迅速消失。當日早上香港因為雲層較厚並刮著大北風,大帽山山上水氣充足,溫度維持在冰點之下(圖二),這才讓天文台職員拍攝到在香港難得一見的霧淞 現象,算是我們的緣份吧!
天氣現象
[ "譚廣雄" ]
2010年12月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/weather-phenomena/00036-a-rare-spectacular-sight-of-rime-in-hong-kong.html
[ "霧淞", "冬季季候風", "極度冷卻", "冰點" ]
tc
朝雲晚霧、一目了然 – 高分辨率高空觀測資料有助解構雲霧天氣
探空儀用於測量及計算大氣層不同高度的風向、風速、溫度、濕度和氣壓,為天氣預報提供不可或缺的資料。
自2005年開始,天文台利用一套自動高空探測系統(圖一),每日約上午8時及晚上8時在九龍京士柏氣象站定時發放附有探空儀的氣象氣球,以測量及計算大氣層不同高度的風向、風速、溫度、濕度和氣壓等數據,提供天氣預報不可或缺的資料。由於早年資訊科技沒有現今那麼發達,通訊網絡傳輸速度較慢,故需嚴格規範氣象數據的格式,務求在指定時間內完成數據傳輸。當時只有把高空數據削減為只顯示大氣層中某特定氣壓層的數據,層與層之間的數據唯有被省略,以致顯示高空氣象資料的溫熵圖較為粗疏(圖二)。時代進步,探空儀現能每兩秒量度氣象數據一次,而傳輸頻寬基本上可滿足大量數據傳輸,因此數據量可大大提升,從而製成高解像溫熵圖,讓預報員可作更仔細分析(圖三)。天文台最近推出的「戶外攝影天氣資訊」網頁亦提供了詳細的高空觀測資料給公眾參考,方便有興趣拍攝雲霧天氣的朋友計劃拍攝活動。圖四顯示2016年4月7日早上大氣低層的觀測資料。當日早上有霧和低雲,1,000米以下非常潮濕,500至600米間的大氣更接近飽和(即相對濕度接近百份之一百),從太平山拍攝的天氣照片(圖五)可看到維港四周都被雲霧圍繞著,彷如仙境!
天氣現象
[ "林學賢" ]
2016年7月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/weather-phenomena/00482-cloudy-morning-or-foggy-night-high-resolution-upperair-observations-help-catch-them-right.html
[ "全自動高空探測系統", "大氣層", "高空氣象資料", "溫熵圖", "探空儀", "氣象氣球", "戶外攝影" ]
tc
雪脊
在南極洲一種常見的現象,就是在廣闊的雪地和冰面上形成漣漪狀的冰雕 ,這些雪面波紋現象就是「雪脊」。
在南極洲一種常見的現象,就是在廣闊的雪地和冰面上形成漣漪狀的冰雕。從遠處看,就像沙灘上的沙丘。 這些雪面波紋現象就是「雪脊」,是被風侵蝕而形成的,它們的大小從幾公分至幾公尺高不等。有別於沙丘上的波紋,雪脊的脊線一般是與風向平行。當比較鬆軟的雪受到風侵蝕而脫離較結實的雪時,便會產生複雜及有鋸齒特色的冰雕﹙相片(2)和相片(3)﹚。
天氣現象
[ "陳啟榮" ]
2012年3月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/weather-phenomena/00139-sastrugi.html
[ "雪脊", "風侵蝕", "極洲", "冰雕" ]
tc
香港的結霜天氣
霜是由空氣中的水汽凝結的冰晶,並聚集在冰冷的物件表面之上。當物體表面的溫度降至冰點以下,霜就會在其表面形成。
在北方,經過一晚天朗氣清的冬夜,草葉上常常會覆蓋著一層薄霜,在清晨的陽光照耀下閃閃發光。北方人常把這種現象叫「下霜」。翻開日曆,每年10月23日或24日(西曆),總有「霜降」這個節氣。霜降是秋季的最後一個節氣。過了這一天,北方開始有頻密的冷空氣活動,而霜也較常在清晨出現。雖然我們知道雨及雪是從天空降下來的,可是誰也沒有看到過霜從天而降。其實,霜不是從天空掉下來的,而是在近地面形成的。霜是由空氣中的水汽凝結的冰晶,並聚集在冰冷的物件表面之上。當物體表面的溫度降至冰點以下,霜就會在其表面形成。霜是由呈針狀的冰所組成,並在物體表面結晶而成。它的形成是凝華現象,即水汽不經過液態直接凝結成冰晶 。跟據結霜的成因及其冰晶的外貌,霜可以分為多種不同類型,如白霜、平流霜、霜花等等。白霜是香港在冬季裡最常見的霜。它是指呈白色的冰晶聚集在地面或其他無遮蔽的物體表面,如在樹葉邊沿、電線木桿及汽車的擋風玻璃。晚間的輻射冷卻是形成白霜的主要原因,所以白霜又名輻射霜。在天朗氣清及微風的情況下,輻射冷卻可以把地面及無遮蔽的物體表面的溫度降至冰點以下,白霜便會在冰點以下的表面形成。雲量及風力均會影響輻射冷卻的效果,在多雲或大風的夜晚並不利於霜的形成。在香港,結霜出現時,天文台錄得的氣溫一般是在攝氏零度以上,這是因為氣溫是離地面約兩米高所量度的,而該處一般較地面為暖。香港冬季的氣候不算嚴寒,一般來說,市區的最低氣溫只會稍低於攝氏10度,但是高地或新界北部地區有時亦會有結霜現象。圖二為由1955年至2009年間香港錄得的每月結霜總日數,數據顯示結霜通常出現在12月至2月,也是香港最寒冷的時間。地面結霜會為種植生果及蔬菜的農民帶來經濟損失,農作物結霜之後溫度處於冰點以下,其組織會被凍壞。因此,天文台如預料地面會有結霜現象,便會向農民發出霜凍警告。
天氣現象
[ "唐宇煇" ]
2010年12月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/weather-phenomena/00037-frost-in-hong-kong.html
[ "霜", "霜降", "輻射冷卻", "凝華", "白霜", "輻射霜", "平流霜", "霜花", "冰點", "農作物", "霜凍警告" ]
tc
冰晶積冰可損害飛機引擎
當飛機飛進一個有很多冰晶的空域時,冰晶會被噴射引擎吸入,並在較暖的引擎內表面融化,形成一層水膜,由於水膜具“黏性”,令更多的冰晶累積起來變成冰塊,影響引擎運作。更甚的是當冰塊在引擎內脫落時,可能會損毀引擎或令引擎短暫失靈,影響飛行安全。
2014年在這裡跟大家談過飛機積冰[1],當時也提到高空「冰晶積冰」這個現象,那「冰晶積冰」又是什麼一回事?大部分的民航飛機除了在爬升或降落時,飛行高度通常會在三萬英呎或以上。在這高度的氣温一般低於攝氏零下40度,空氣中的水汽含量很低,並會凝結成冰晶。當飛機飛進一個有很多冰晶的空域時,冰晶會被噴射引擎吸入,並在較暖的引擎內表面融化,形成一層水膜,由於水膜具“黏性”,令更多的冰晶累積起來變成冰塊,影響引擎運作。更甚的是當冰塊在引擎內脫落時,可能會損毀引擎或令引擎短暫失靈,影響飛行安全。這類事件航空界稱為「冰晶積冰」(Ice Crystal Icing,簡稱ICI), 或「高冰晶水含量」(High Ice Water Content,簡稱HIWC)。高濃度的冰晶會在何處出現?關於高冰晶水含量的來源還在研究中,主流的理論認為,高冰晶水含量跟強對流天氣有關。強對流雲團中的上升氣流把低層大氣的水點帶到高空並凝結成冰晶。當上升氣流很強時,例如在高厚的積雨雲中,因為水點迅速凝結,部分到達上空的冰晶體積還是很小,隨高空風吹向下游。因此在厚積雨雲頂部和附近空域出現高冰晶水含量的現象的機會較高(圖一)。機師知道哪裡是「高冰晶水含量」區嗎?積雨雲經常伴有雷暴和強對流,飛機師一般會利用機上的天氣雷達監察飛機前方的積雨雲分佈,盡量避免飛進密佈積雨雲的空域。可是,機上的雷達並不能有效地探測已吹往積雨雲下游的細小冰晶,飛機師亦不能單以目視來判斷高空是否有高濃度的冰晶,故此這高冰晶水含量現象對飛機來說可算是「隱形」的危險天氣。如何令「隱者」現身?我們現時利用氣象衛星來識別具有高濃度小冰晶的區域。利用冰晶與水滴在不同紅外線頻道的光學特性有些微差異,通過分析氣象衛星在不同紅外線頻道的訊號,我們能夠劃分有高冰晶水含量的區域(圖二)。
天氣現象
[ "吳彥琳", "羅曉輝" ]
2018年2月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00501-ice-crystal-icing-a-threat-to-aircraft-engine.html
[ "飛機積冰", "民航飛機", "冰晶積冰", "高冰晶水含量", "強對流", "積雨雲", "上升氣流", "天氣雷達", "氣象衛星", "紅外線頻道" ]
tc
激光雷達『眼』中的龍捲風
激光雷達的探測原理是透過發射紅外線光束,並接收自空氣中懸浮粒子反射的紅外線,以多普勒原理量度懸浮粒子的移動速度,推導出風速。
「今日(25/9)下午4時許在赤鱲角出現龍捲風,維持約20分鐘,天文台位於機場的攝影機拍到當時的情況,而機場的激光雷達亦偵測得到…..」這是天文台在2020年9月25日的臉書貼文,內裏提及的激光雷達是如何偵測龍捲風呢?激光雷達的探測原理是透過發射紅外線光束,並接收自空氣中懸浮粒子反射的紅外線,以多普勒原理量度懸浮粒子的移動速度,推導出風速。但由於多普勒原理只反映徑向速率,因此激光雷達看到的龍捲風只有其「向內走、向外走」的部分,沒有「向左走、向右走」的部分,如圖一那樣。與機場多普勒雷達相比,激光雷達由於擁有較高的水平分辨率,所以可更仔細地觀察水平尺度較細小的龍捲風。亦因為激光雷達是量度懸浮粒子的移動速度,所以可在細雨的環境下作出偵察。相對於肉眼的觀測,激光雷達可以清楚界定龍捲風的旋轉方向。以9月25日的龍捲風作例子,從激光雷達的位置看,位於龍捲風中心左側的風往外吹,而右側是往內吹,所以可以清楚斷定龍捲風是順時針方向旋轉(圖二)。
天氣現象
[ "李子維" ]
2021年1月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/weather-phenomena/00555-tornado.html
[ "激光雷達", "多普勒原理", "紅外線" ]
tc
淺談水龍捲
水龍捲是一條快速旋轉、夾雜著水滴的雲柱,由對流雲的底部連接著水面。水龍捲的風速一般較陸地上的龍捲風為低。由於水龍捲有時能將水吸起,它也俗稱為「龍吸水」。
水龍捲是一條快速旋轉、夾雜著水滴的雲柱,由對流雲的底部連接著水面。水龍捲的風速一般較陸地上的龍捲風為低。由於水龍捲有時能將水吸起,它也俗稱為「龍吸水」。水龍捲可分為兩大類型[1]:第一類較為常見的水龍捲,是在相對良好的天氣下發生,和雷暴沒有直接關係。這類水龍捲通常發生在快速發展的濃積雲底下。有研究指出,源自對流雲之下沉氣流到達海面後,會向外擴散造成冷外散氣流。而在這些冷外散氣流的匯聚區域內,再加上溫暖的海面,便會有利這類水龍捲的形成(圖一) [2]。漩渦先在海面上開始發展,然後逐漸向上伸展,當漏斗形成時,水龍捲已達成熟階段。這類水龍捲的生命週期和移動路徑都較短,一般不會持續超過二十分鐘。此外,當它們登上陸地後,便迅速消散,很少會深入內陸。第二類水龍捲的形成機制和特徵則與陸上的龍捲風相同,通常和猛烈雷暴相關。它們會伴隨著惡劣天氣如大風及冰雹,並有時會在陸上發展之後移至海上。與第一類不同,這類水龍捲在雷暴內由上至下發展,在起初階段會先出現漏斗雲,之後逐漸延伸至地面或海面。水龍捲一般出現在熱帶地區和副熱帶地區。其發生頻率的高峰是在早上,其次是在接近黃昏時段。水龍捲雖然在香港較為罕見,但在某些地區則十分常見。例如美國的佛羅里達礁島群,可能是全世界最多水龍捲出沒的地方,每年發生的數目超過四百個[3]天文台在二零一八年六月內,共有三天接獲水龍捲報告,其中有兩次都在長洲附近水域發生(圖二、三)。這兩次水龍捲都沒有伴隨著雷暴。在香港出現的水龍捲於五月至十月期間的雨季最常見(圖四),在一九五九年至二零一七年間,於香港目睹的水龍捲個案共有三十五宗。
天氣現象
[ "龔穎恒" ]
2018年8月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/weather-phenomena/00510-waterspout.html
[ "水龍捲", "漏斗雲", "對流雲", "冷外散氣流", "猛烈雷暴", "熱帶地區", "副熱帶地區" ]
tc
塵捲風
塵捲風是什麼?記錄一次在香港國際機場觀測到的塵捲風並簡單介紹塵捲風這一天氣現象。
驟眼看來,塵捲風(亦稱爲塵旋或沙旋)有點像龍捲風。兩者的形態都是呈柱狀的旋風,但塵捲風的風力比龍捲弱,一般較少造成嚴重破壞。龍捲風的形成一般伴隨着發展成熟的積雨雲甚至雷暴,而塵捲風則出現在普遍天晴的情況下。於2021年7月14日下午二時左右,香港國際機場的工地觀測到塵捲風的現象,相關影片如下: 塵捲風通常因接近地面的空氣受熱迅速上升而形成,以下是一些有利塵捲風形成的氣象及地理條件: 一、 晴天少雲:充足的日照加熱了近地面的空氣,有利產生快速上升的空氣。 二、 微弱背景風:過大的背景風會破壞上升空氣的旋轉結構,令塵捲風難以維持。 三、 平坦的地形:平坦的地面能更有效吸收太陽光的熱能。若地面是沙地或塵土較多,沙粒或塵土被捲入漩渦令塵捲風更容易被觀察到。 塵捲風出現當日華南沿地區受一道高壓脊影響,本港大致天晴。下午二時左右,香港國際機場的雲量為五份(八份雲為完全覆蓋),風勢輕微至和緩,氣溫高達34度,基本上合符塵捲風形成的氣象條件。 值得一提的是,塵捲風的旋轉方向可以是順時針或逆時針的,這是因為在如此小尺度的範圍內,科氏力未能起作用。 塵捲風出現當日華南沿地區受一道高壓脊影響,本港大致天晴。下午二時左右,香港國際機場的雲量為五份(八份雲為完全覆蓋),風勢輕微至和緩,氣溫高達34度,基本上合符塵捲風形成的氣象條件。值得一提的是,塵捲風的旋轉方向可以是順時針或逆時針的,這是因為在如此小尺度的範圍內,科氏力未能起作用。
天氣現象
[ "李國麟" ]
2021年10月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/weather-phenomena/00663-Dust-Devil.html
[ "塵捲風", "龍捲風", "塵旋", "沙旋", "特殊天氣現象" ]
tc
細聽《雨》的交響曲
下雨時,你有傾聽過雨水的交響曲嗎?在本文中,我們會解釋為什麼大自然中雨滴的聲音能如此千變萬化和到底雨滴是怎樣譜出雨的音樂。
下雨時,你有傾聽雨水的演奏嗎?每場雨就如演奏會一樣,能奏出層出不窮的樂章。你或許不相信,雨聲也有分種類的嗎?誠然,隨著周圍環境和天氣狀況改變,雨聲都會截然不同。一般來說,雨聲主要有三種來源:(一)雨點從高空落下穿過空氣時,氣流令雨點周圍的空氣振動,產生連綿不斷淅瀝的聲音;(二)當雨點碰到地面或其他物件表面時,使其振動而發出清脆的叮咚聲(聲一 (上項));(三)當雨點落在水漥中,造成的凹陷氣泡瞬間收縮,水面回復平整時產生聲波(圖一),形成縈繞的滴答聲(聲一 (下項))。《雨》這首樂曲,就是由這些不同的聲音編奏而成。然而,雨聲的變奏比你想像的還要多,不同雨點的大小、下降速度,以至接觸不同的表面,造就了這篇樂譜的音調高低起伏、聲量大小變化。舉例,雨點滴落在樹葉或石頭上的雨聲便迥然不同,因兩者的振動頻率並不一樣。即使雨點滴在不同的水漥中,雨聲都不會一模一樣,因水的溫度和雜質等會影響水的表面張力,當表面張力愈大,滴答聲就愈響亮。另外,大小不同的雨點落入水面時,會造成直徑不一的凹陷氣泡,氣泡就像被擊打的鼓面,通常愈大的雨點,會引起愈低沉的雨聲。最後,加上不同雨點的下降速度各異,這些變數一起創造抑揚頓挫的節奏,譜出雨的樂章。雖然雨聲大概只由三種聲音來源組成,但每一種都是千變萬化的樂器。下次落雨時,大家不妨細心留意下雨的聲音,感受由大自然奏出獨一無二的《雨》的交響曲。
[ "林明輝" ]
2022年4月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/weather-and-life/00673-Listening-to-the-Rain-Symphony.html
[ "雨滴的聲音", "雨的音樂", "雨滴聲音", "雨滴", "雨", "交響曲", "滴答聲" ]
tc
為什麼會下雨?
水滴在天空中聚合一起便成雲。有些雲看來輕而鬆軟,有些則黑及厚實。因對流或上升的空氣,水滴懸浮於空中。然而,當雲中的水滴積聚而變大,以致過重而不能繼續懸浮在空中時,它便從雲層落到地面成為雨、雪或冰雹等,這便是降水。
在溫暖潮濕的日子,我們如果從冰箱取出一瓶飲料,可能留意到瓶子表面會有水。這是由於冷空氣所能容納的水汽比暖空氣少。在這情況下,空氣中肉眼看不見的水汽被瓶子表面冷卻,凝結成可見的水滴。在自然界中,從海洋或地球表面的水被蒸發到大氣中變成水汽,它在大氣中上升變得較涼。如前述例子,水汽在凝結核如灰、塵和鹽的表面上凝結成水。水滴在天空中聚合一起便成雲。有些雲看來輕而鬆軟,有些則黑及厚實。因對流或上升的空氣,水滴懸浮於空中。然而,當雲中的水滴積聚而變大,以致過重而不能繼續懸浮在空中時,它便從雲層落到地面成為雨、雪或冰雹等,這便是降水﹙圖一﹚。有趣的是,若大氣低層乾燥,降水可能在到達地面之前已蒸發掉。這解釋了為何有時雷達回波顯示離地面幾公里的上空有雨,但地面卻沒有雨量記錄。
[ "黃梓輝" ]
2011年6月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/rain/00044-why-does-it-rain.html
[ "冷空氣", "水汽", "降水", "雨", "凝結", "凝結核", "雲", "蒸發" ]
tc
雨滴的形狀
由於水分子喜歡靠在一起,減低其整體的表面面積。在相同體積的物件中,球形的物件的表面面積最小,所以細小的雨滴(直徑少於2毫米)通常都是球形的,就如天文台細雨圖標所示那樣。
雨滴是甚麽形狀?大概是💧吧?表情圖標是不會錯的,對嗎?不過,由於表面張力這個物理特性的原因,受地心吸力影響而從天而降的雨滴是不會出現這個形狀的。這是由於水分子喜歡靠在一起,減低其整體的表面面積。在相同體積的物件中,球形的物件的表面面積最小,所以細小的雨滴(直徑少於2毫米)通常都是球形的,就如天文台細雨圖標(圖一)所示那樣。較大的雨滴(直徑3-6毫米)形狀又是怎樣的呢? 除受到表面張力的因素影響外,它的形狀還會被氣流擠壓變形。當較大的雨滴從天而降時,氣流會繞過雨滴,造成雨滴底部的氣壓稍高於其頂部,因此壓平了雨滴的底部,形成一個奶黃包的形狀。氣流對細小雨滴的影響較小,因為細小雨滴的下跌速度較慢,所以細小雨滴可以保持球形。更大的雨滴形狀又是怎樣呢?其實當雨滴超過一定的大小後,它們就會出現空氣動力學不穩定的狀況,會在下墜的過程中分解成細小的雨滴。雨的形狀會影響彩虹的外觀,這個下回再分解。
[ "李子維" ]
2019年12月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/rain/00533-the-shape-of-raindrops.html
[ "表面張力", "表面面積", "球形", "空氣動力學不穩定" ]
tc
為甚麼大帽山特別多雨?
大帽山雨量較多的主要原因是地形雨。當潮濕的氣團遇到山勢阻擋,便會被迫沿坡上升。由於氣壓隨高度下降,氣團上升時會隨氣壓減低而膨脹。
香港的雨季一般在四月至九月,水氣主要來自南面的海洋。香港雖然只是彈丸之地,但地勢較為多山而平地較少,主要山脈大致由東北向西南排列。位於新界中部的大帽山是香港最高的山峰。大嶼山的鳳凰山和大東山,及新界東部的馬鞍山亦是香港的主要山峰。根據全港雨量站的資料繪製成的香港平均年雨量分佈圖(圖一),各區年平均降雨量差別很大,這與本港的山勢有關。例如橫瀾島年雨量少於1,800毫米,但大帽山附近則超過3,000毫米。山區雨量較多的主要原因是地形雨。當潮濕的氣團遇到山勢阻擋,便會被迫沿坡上升。由於氣壓隨高度下降,氣團上升時會隨氣壓減低而膨脹。這個過程會消耗能量,導致氣團降溫。隨著氣團溫度下降,氣溫逐漸降至露點溫度而使水氣達到飽和而凝結,最後成雲降雨。這樣形成的降雨稱為地形雨(圖二)。在香港山區設置的雨量站因而錄得較多雨量。一般來說,地形雨多降在迎風面的山坡上。在背風坡面,降雨後氣團水氣減少了,氣團亦沿背風坡面的山坡下沉導致升溫變得較乾,因此背風坡面的雨量相對較少。但由於香港山勢不算太高,由地形抬升而成的雨雲翻過山脊後仍剩餘水氣提供降雨,所以迎風坡及背風坡的雨量差別並非很大,但它們與平地錄得的雨量則有明顯分別。在世界其他地方,如在南半球的紐西蘭南島,地形雨卻造就了該區多樣化的地理風貌。位於紐西蘭南島的南阿爾卑斯山脈,由十多個超過海拔3,000米的山峰組成。它是整個南島的天然分水嶺。在山脈濕潤的西面迎風坡,降雨量大,有著茂密的溫帶雨林,而東部地區雨量較少,呈草原地貌。最後順帶一提,在沒有下雨的日子,大帽山的雨量站不時也會量度到約1毫米的日雨量,這可能是由於大氣或低雲中的水氣直接凝結在量雨筒內而成的,但這些只佔全年總雨量非常小部分。
[ "李鳳瑩" ]
2013年12月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/rain/00045-why-is-there-more-rain-in-tai-mo-shan-.html
[ "雨季", "地形", "地形雨", "氣團", "露點溫度", "飽和", "凝結" ]
tc
顯著降雨概率問與答
九天天氣預報上的雨傘圖標代表顯著降雨概率預測。本文解答與之相關的疑問,並介紹如何利用顯著降雨概率。
問:為何九天天氣預報上每天都有一把張開的雨傘?答:九天天氣預報上的九把雨傘,是顯著降雨概率預測的圖標,為用戶提供簡潔易明的降雨趨勢參考。圖標會跟隨預測概率而填色,共有以下五個可能出現的狀態,對應於圖標右側以文字顯示的5個概率等級:(詳見九天天氣預報網頁註解(3))問:為何顯著降雨概率的雨傘圖標右側要加插些中文字?答:顯著降雨概率的預測級別,除了利用上列填色的雨傘圖標顯示,更以文字「低」、「中低」、「中」、「中高」及「高」表達,在圖標的右側註明。純文字網頁或天氣稿件不能伴隨圖像,文字版的預測概率則易於發放。對於色弱人士來說,單看圖標亦可能構成一定困難。問:為何顯著降雨概率的雨傘圖標每天都顯示「10」字?究竟代表甚麼?答:這是為了區分「顯著降雨」概率與「有雨」的概率。「顯著降雨」的門檻設定為香港每日廣泛地區累積雨量達到10毫米,因此雨傘圖案中包含有數字「10」,屬圖標設計的固定部分,不會跟隨預測而變。問:為何以10毫米作為「顯著降雨」的門檻?答:香港的夏天經常下不同程度的大雨,如果只提供一般有/無雨的概率而不考慮雨量多少,未必足以反映市民最關心天氣所帶來的影響。考慮到本地過往的雨量特徵,天文台以香港雨季(四至九月)的日降雨量平均值,即10毫米,作為「顯著降雨」的門檻。問:為何要提供降雨概率預報?直接說明多少毫米雨量不是更實際嗎?答:在位於亞熱帶地區而且地形複雜的香港,降雨往往發展急速並帶隨機性,即使在數十分鐘甚至更短時間內的變化可以很大。此外,由於香港地域不大,而降雨特別是大雨的影響範圍亦較小,因此對香港所造成影響的不確定性較高。以現時科技而言,要準確地定時、定點、定量預測降雨是一大挑戰,故提早遠至九天準確地預測香港會出現多少毫米的降雨在技術上存在一定難度。 假如過早為香港發出定量降雨預測,但雨帶突然減弱或移至別處,有機會造成虛報或信息混亂,久而久之容易衍生「狼來了」的不良效應,長遠可能會減低市民對降雨預測的警覺性。總而言之,以概率表達降雨預測,既可表達預報的不確定性,同時亦可以給出可能出現的降雨變化趨勢,是目前比較可取的做法。問:市民可以怎樣利用顯著降雨概率?答:利用顯著降雨概率,市民可以根據不同活動目的及自己可承受的風險作出判斷及決定。例子(一)想在星期六或星期日選擇一日去Staycation(留港度假):雖然有機會身處露天地方,但若可以隨時進入室內避雨,下雨一般不會造成太大影響或構成安全威脅。在有充足的雨天安排下,即使顯著降雨概率不低甚至偏高,亦未必一定需要取消活動。若兩天皆預報有雨,當然以顯著降雨概率較低的日子為上算。例子(二)想在長假期去進行露營或登山活動:當身處郊外時,在有雨或不穩定天氣的情況下難以即時找到安全地方躲避,這種情況下活動的安全風險一般較高。如該假期時段的顯著降雨概率達到「中」或以上,請根據自身情況及可承受的風險,慎重考慮是否需要將活動延期舉行或取消。 請注意:即使顯著降雨概率不高,亦不能完全排除個別地區有較強的雨勢。進行較高風險的戶外活動時還是需要時刻警惕,留意實際的天氣變化,緊貼天文台最新的預警資訊。
[ "莊思寧", "王卓瑤" ]
2021年10月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/rain/00568-Q-&-A-for-Probability-of-Significant-Rain.html
[ "九天天氣預報", "顯著降雨概率", "雨傘", "遮仔", "下雨", "落雨", "雨天安排", "留港度假" ]
tc
淺談香港的暴雨產生機制
踏入雨季,對於滂沱大雨的景象,香港人都不會陌生。視乎大雨的程度,天文台不時需要發出暴雨警告及其他與暴雨相關的警告。但大家又知不知道為什麼有些暴雨會較其他暴雨來的特別大、特別持久呢?
踏入雨季,對於滂沱大雨的景象,香港人都不會陌生。視乎大雨的程度,天文台不時需要發出暴雨警告及其他與暴雨相關的警告。但大家又知不知道為什麼有些暴雨會較其他暴雨來的特別大、特別持久呢?讓我們一起看看有利暴雨發展的天氣形勢以及觸發暴雨的一些機制。觸發暴雨的其中一個主要機制是大氣中有強對流活動,即如圖一灰色線所示,由近地面或低層出現向上衝往高層的上升氣流。若配合不穩定的大氣結構(即下熱上冷)及低層充沛的水汽輸送,就會出現降雨。簡單來說,若熱力及水汽條件充足,對流活動愈強烈、愈持久,地面錄得的雨量便愈多。在春夏季節,華南沿岸包括香港的大氣熱力和水汽條件配合大雨發展並不難。在這前提下,並簡化討論,下文只集中說明動力學上有利強對流發展的天氣形勢。近地面或低層氣流的匯聚(即輻合[2])可強迫氣流抬升。至於這些被「迫」上升的氣流可上衝至多高,往往取決於中、高層有沒有支持機制。高空擾動[3](指大氣中至高層,氣流在近水平方向大幅度的波動)是其一,高空輻散(即高層氣流擴散)是其二。若以流線描繪,擾動氣流就像波浪般傳遞,而波動前的氣流會抬升,波後的氣流會下沉(圖二)。由於大氣是連續流體,當高層氣流在某空域出現向四周擴散現象時,會對該下方產生向上抽吸作用,以填補因高空輻散而「流失」的空氣。如圖一所示,近地面或低層因輻合而被「迫」抬升的空氣,若能配合中層擾動,並加上高空輻散,便可往向上爬升至大氣頂層,形成對流。如果這些有利的大氣形勢持續一段長時間,上升氣流會愈來愈強,支持暴雨發展。在秋冬季較涼較乾的日子裏,以上的大氣條件和觸發機制往往難以同時出現和配合,廣泛而持續的暴雨因而顯著較少。話雖如此,這並不表示秋冬季沒有暴雨。此外,在初秋微風的日子裏,因海風匯聚配合高溫天氣而形成的局部地區驟雨及雷暴,其雨勢和影響也是不能低估的[7]。無論如何,隨著氣候變化,香港的寒冷日子會愈來愈少,近年在冬季一月、二月份亦曾發出過暴雨警告,大家對暴雨的防範意識絕不能鬆懈啊!
[ "黎宏駿", "楊漢賢" ]
2020年9月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/rain/00549-rainstorm-development-mechanisms.html
[ "暴雨警告信號", "強對流", "上升氣流", "不穩定大氣", "南支西風槽", "高空擾動", "大氣環流", "輻合", "輻散", "抬升", "中層擾動", "高空反氣旋", "西南急流", "梅雨槽", "低壓槽", "颱風", "水汽輸送", "季候風" ]
tc
暴雨警告信號的有趣小統計
根據1992至2010的統計數字顯示,平均每年發出「黃」、「紅」和「黑」色暴雨警告信號的次數分別為21.3、4.6和1.2次。發出最多暴雨警告信號的月份為六月,「黃」、「紅」和「黑」色暴雨警告信號的平均次數分別為5.3、1.5和0.3次,而一月、二月和十二月這三個月份從未發出過任何暴雨警告信號。
香港的雨季一般是四月至九月,其中五、六月間華南沿岸地區會受到一些活躍的低壓槽的影響,經常在香港出現頃盆大雨,這些暴雨會造成交通混亂、水淹、山泥傾瀉,甚至人命傷亡。天文台早於1992年開始運作以顏色來表示不同暴雨程度的暴雨警告系統來提醒市民,當時的暴雨警告信號分「綠」、「黃」、「紅」和「黑」雨四個級別。到1998年,暴雨警告信號改為分「黃」、「紅」和「黑」雨三個級別。根據級別定義,「黃」色暴雨警告信號表示本港廣泛地區已錄得或預料會有每小時雨量超過30毫米的大雨;「紅」色暴雨警告信號表示本港廣泛地區已錄得或預料會有每小時雨量超過50毫米的大雨;而「黑」色暴雨警告信號表示本港廣泛地區已錄得或預料會有每小時雨量超過70毫米的大雨。根據1992至2010的統計數字顯示,平均每年發出「黃」、「紅」和「黑」色暴雨警告信號的次數分別為21.3、4.6和1.2次。發出最多暴雨警告信號的月份為六月,「黃」、「紅」和「黑」色暴雨警告信號的平均次數分別為5.3、1.5和0.3次,而一月、二月和十二月這三個月份從未發出過任何暴雨警告信號。一年內最早發出的「黃」、「紅」和「黑」色暴雨警告信號分別為2009年的3月5日、2000年的4月3日和2008年的4月19日,而最遲發出的「黃」、「紅」和「黑」色暴雨警告信號分別為2006年的11月21日、2002年的10月18日和2001年的9月2日。一年內發出最多的「黑」色暴雨警告信號為3次,分別發生於2000年及2006年。而最接近的兩次「黑」色暴雨警告信號則發生於1999年8月23至24日,兩次「黑」色暴雨警告信號相隔時間不足17小時。至於生效時間最長的「黃」、「紅」和「黑」色暴雨警告信號則分別為17.4、13.2及5.8小時。「紅」和「黑」色暴雨警告信號多數在清晨時份出現的。事實上,由午夜至中午時段內「紅」色暴雨警告信號的生效時間為中午至午夜時段的約1.5倍,而「黑」色暴雨警告信號更多出約為2.5倍。其中一個可能成因是在夏天清晨時份,在大氣低層通常會出現從南海吹向沿海地區的暖、濕空氣平流,這些平流會降低大氣的穩定度,有助大雨形成。此外,香港發生的暴雨一般由低壓槽、熱帶氣旋、西南季候風和冷鋒等天氣系統所引致,在發出「紅」和「黑」色暴雨警告信號的暴雨個案中,由低壓槽引致的比例為最高,約佔59%,而熱帶氣旋佔個案總數的24%,西南季候風及冷鋒則分別佔6%和4%。近年本港最大的暴雨要算是發生在2008年6月7日的一塲了。受一股活躍的低壓槽影響,一道雨帶於當日早上由西向東橫掃本港,由於雨帶發展相當急速,天文台於上午5時15分首先發出「黃」色暴雨警告信號,並於40分鐘後發出「紅」色暴雨警告信號,再於上午6時40分發出「黑」色暴雨警告信號。「黑」色暴雨警告信號持績了4小時20分,到上午11時正被取消,是第4長的「黑」色暴雨警告信號生效時間。「黑」色暴雨警告信號期間,天文台總部於上午8至9時的一小時內共錄得145.5毫米雨量,是自1884年以來最高的一小時雨量紀錄。
[ "李健威" ]
2011年6月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/rain/00043-interesting-statistics-on-rainstorm-warning-signals.html
[ "暴雨警告信號", "低壓槽", "熱帶氣旋", "西南季候風", "冷鋒", "雨量紀錄", "紅色暴雨警告", "黃色暴雨警告", "黑色暴雨警告" ]
tc
香港的極端大雨
香港天文台在2024年雨季開始加強有關暴雨的信息發放,特別是當雨勢遠超黑色暴雨警告信號的雨量指標,即一小時雨量超過70毫米時,會發出特別天氣提示,並透過天文台網站及「我的天文台」流動應用程式推送通知提醒市民,暴雨情況非比尋常,大家可能需要高度戒備。為此,天文台定義了以下兩個新詞彙:「大暴雨」和「特大暴雨」
在全球暖化的背景下,極端天氣會愈趨頻密,香港也不能倖免。2023年9月7至8日,香港出現了極端降雨,並打破了三項雨量紀錄(註一),對社會造成重大破壞。事實上,當時的降雨強度遠遠超過一般香港市民對暴雨的認知。有見及此,香港天文台在2024年雨季開始加強有關暴雨的信息發放,特別是當雨勢遠超黑色暴雨警告信號的雨量指標,即一小時雨量超過70毫米時,會發出特別天氣提示,並透過天文台網站及「我的天文台」流動應用程式推送通知提醒市民,暴雨情況非比尋常,大家可能需要高度戒備。為此,天文台定義了以下兩個新詞彙: • 「大暴雨」 : 指一小時雨量超過100毫米的雨勢; • 「特大暴雨」 : 指一小時雨量超過140毫米的雨勢。 按上述定義,香港天文台由1984年開始建立自動雨量站網絡以來,四十年內在不同地區共有103天錄得「大暴雨」,而當中有9天更達至「特大暴雨」(表一)。在月份分佈方面,「大暴雨」(包括「特大暴雨」)較多在五月、六月和八月出現(圖一)。 再翻查天文台總部自1884年以來的一小時雨量記錄(註二),發現達「大暴雨」曾出現過八次,而其中兩次更達「特大暴雨」水平。首次在天文台總部錄得的「特大暴雨」發生於2008年6月7日黑色暴雨警告信號生效期間,而第二次正正便是在2023年9月7日的「世紀黑雨」期間發生。 「特大暴雨」的具體成因和觸發條件目前仍然是個科研課題,但過往本港發生的案例中,廣東沿岸地區當時大多受到低壓槽的影響(圖二)。正如《淺談香港的暴雨產生機制》一文提及到,低壓槽南北兩側的氣團性質相異,大氣低層的氣流會不斷在槽軸上匯聚(即輻合),觸發對流發展。如果低層輻合能配合其他有利的大氣條件,包括充足的水汽輸送、不穩定的大氣、大氣中層有擾動氣流和高空有強烈輻散的話,強對流活動甚或暴雨便有機會出現。 2008年6月7日的暴雨,在早上開始影響本港,天文台一度發出黑色暴雨警告信號,歷時4小時20分鐘。而天文台總部在早上8時至9時的一小時內錄得145.5毫米雨量,刷新了當時的最高紀錄。而當日本港廣泛地區錄得約200毫米雨量,大嶼山及市區錄得的雨量更超過300毫米,導致廣泛地區出現水浸及有39宗山泥傾瀉報告,道路出現阻塞(圖三),嚴重影響交通,往來市區及機場的陸路交通更一度中斷,大量航班出現延誤。暴雨期間,超過十人受傷。 至於2023年9月7日的暴雨,在晚上開始影響本港,天文台發出了有史以來歷時最長的黑色暴雨警告信號,共維持16小時35分鐘,直至翌日下午才解除。天文台總部在9月7日晚上11時至午夜12時的一小時內錄得高達158.1毫米雨量,打破了僅維持了15年的舊紀錄(見上述2008年的案例)。9月7日至8日期間,本港多處地區錄得超過400毫米雨量,而港島東區及南區錄得的雨量更超過800毫米,全港有大量山泥傾瀉報告及60宗水浸報告(圖四),部分地方一度停電、停水。暴雨期間,至少有兩人死亡,超過140人受傷。 自工業革命以來,人類過度消耗地球資源使大氣中的溫室氣體濃度不斷上升,加劇全球暖化,同時令大氣的可含水量增加,為暴雨的發展提供了更有利的條件,極端降雨事件的出現可能會變得越來越頻繁。然而暴雨的生消可以極其迅速,其走向和落點存在極大隨機性,要提早發出預警極具挑戰性。現時較為有效的對策,是透過天氣雷達和自動雨量站進行密集監測,配合人工智能等技術製作未來數小時的降雨臨近預報,以頻密評估香港各區的降雨分布。當暴雨的雨勢發展至「大暴雨」或「特大暴雨」程度時,天文台會透過特別天氣提示提醒市民要注意非比尋常的天氣變化,並採取相應的預防措施,2024年5月4日早上的特別天氣提示就是一個實例:「…過去一小時,將軍澳有特大暴雨,並已錄得超過140毫米雨量。預料本港東部部分地區短期內受特大暴雨影響。市民請高度戒備」。 為了減緩全球暖化及其帶來的影響,呼籲大家從日常生活入手,珍惜資源,減少浪費,為地球出一分力! 註一:2023年9月7至8日的暴雨打破了香港天文台自1884年有紀錄以來錄得最高的一小時、兩小時及十二小時雨量,而新紀錄分別為158.1、201.0及605.8毫米。 註二:天文台總部的一小時雨量紀錄為整點的時雨量的紀錄。其他自動雨量站的一小時雨量紀錄為滾動60分鐘雨量的日最高紀錄。
[ "黃家興", "范文熙", "楊漢賢" ]
2024年5月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/rain/Education_Extreme_Rainfall_Events_in_Hong%20Kong.html
[ "特大暴雨", "大暴雨", "極端降雨", "特別天氣提示", "暴雨警告信號", "低壓槽", "熱帶氣旋", "西南季候風", "冷鋒", "雨量紀錄", "紅色暴雨警告", "黃色暴雨警告", "黑色暴雨警告" ]
tc
強冷鋒過境帶來的天氣突變
冬季的青藏高原是其中一個冷空氣的來源,並形成冷高壓,冷空氣基本上會以反氣旋式外流向南擴散。
由於海陸吸收熱能量的差異,產生了冬季和夏季的典型季候風天氣。在中國西部的青藏高原對季候風的影響,既有熱力作用,又有地形動力作用。冬季的青藏高原是其中一個冷空氣的來源,並形成冷高壓,冷空氣基本上會以反氣旋式外流向南擴散。北半球的冬季一般是由 12月至2月,但是冬季季候風的爆發在3月也時有發生,甚至乎到五、六月也可能發生,祇不過其強度和發生次數隨季節轉變而減少罷了。以下的例子是發生在2009年3月13日,一道強冷鋒及其相關的冬季季候風為香港帶來明顯的天氣突變。從圖一的地面天氣圖可以看到一道冷鋒在當日早上已到達華南地區,預料這道冷鋒會在同日下午橫過香港。冷鋒到達香港前,香港的天氣仍相當平靜,吹輕微的偏西風,香港部份地區錄得攝氏25度高溫。當冷鋒在下午 3時10分後橫過香港時,香港國際機場在5鐘內由5海浬左右的偏西風(圖2)轉吹超過25海浬的西北偏北風(圖3) ,新界西及大嶼山西部更錄得烈風。香港國際機場的氣溫由下午3時15分的攝氏24度急降至下午4時的攝氏17度(即在45分鐘內下跌7度) ,並再進一步下跌至午夜前的攝氏14度(圖4);大氣壓力也由下午3時的1014百帕迅速上升至晚上9時的1024百帕 (即6小時內上升大約10百帕)(圖5)。因此,強烈的冬季季候風可在短時間內引致天氣出現突變。預報員除為市民提供預計冷鋒到達的時間外,還預測冷鋒到達前後的天氣轉變。市民應留意天氣預報,尤其是有明顯的天氣轉變時。香港天文台亦會發出寒冷天氣警告來提醒市民天氣寒冷及其對健康帶來的壞影響。
冷熱天氣
[ "何家亮" ]
2010年12月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/hot-and-cold-weather/00048-an-abrupt-change-of-weather-due-to-the-passage-of-a-severe-cold-front.html
[ "冷鋒", "冬季季候風", "青藏高原", "冷高壓", "反氣旋", "寒冷天氣警告" ]
tc
風寒效應
在大風的日子裡感覺到的氣溫比溫度計量度得的還要低。這稱之為「風寒效應」。該效應會隨著風速的增加而加劇。
你的身體時刻努力運作以維持體溫接近攝氏37度。可是,空氣的流動卻會將你身體的熱量帶走,令你在大風的日子裡感覺到的氣溫比溫度計量度得的還要低。這稱之為「風寒效應」。該效應會隨著風速的增加而加劇。在一些國家如美國及加拿大,一項稱為「風寒溫度」的東西會與實際量度得的氣溫一同發布。該溫度乃根據一些科學研究結果,當中牽涉自願實驗人員、電腦模式並結合在醫學上有關人體在冷凍的環境下熱量喪失的知識所製作出來的。下表顯示在不同的氣溫及風速下根據在美國及加拿大通用的公式計算出的風寒溫度為多少。例如,當氣溫為攝氏4度,風速為每小時30公里時,你面上感覺到的溫度相等於在無風的日子時的攝氏零下1度。有一點值得留意的是,「風寒溫度」不適用於死物上。在風力影響下,一件死物的溫度並不會下降至低於實際的氣溫。舉例來說,如果氣溫高於冰點,無論風吹得多大,地上的積水都永不會冷卻成冰的。
冷熱天氣
[ "陳世倜" ]
2011年3月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/hot-and-cold-weather/00047-the-wind-chill-effect.html
[ "風寒效應", "風寒溫度", "風速", "溫度" ]
tc
2008年華南雪災與香港的寒冷天氣回顧
凍雨是怎樣形成的?雪災怎樣形成?香港為何同時出現陰冷天氣?為什麼香港沒有出現凍雨?
2008年中國華南雪災在2008年初,中國華南地區遭受了一次嚴重雪災。這場冰雪災的主要災區在貴州、湖北、湖南及江西等省份(見附圖1)。由於中國北方空氣乾燥,降水量比南方少,天氣更冷的北方省份反而不受影響。由圖1可以看到,華南不少地區曾下凍雨。凍雨不但令公路路面結冰而變滑,導致交通事故或中斷;它亦在輸電?上結冰,大大增加了輸電塔負載重量,輸電塔因負載過重而倒毀,破壞了輸電網絡運作。凍雨是怎樣形成的? 在凍雨形成過程裡,開始時是以雪花的形式從高空雲層落下(見附圖2)。在下降過程中,雪花遇到溫度高於冰點的暖氣流層而完全融化為雨滴,當雨滴繼續下降時,在地面上空遇到溫度低於冰點的冷氣流層,此時雨滴不再凝結,而是形成過冷雨滴。過冷雨滴一旦接觸到地面上低於攝氏零度的任何物體,就會立刻凝結成冰。這種降水天氣現象稱為凍雨。凍雨形成的條件凍雨通常與冷暖氣流相遇有關,地面上需要有低於冰點的冷氣流進入暖氣流下方(見附圖2),形成逆溫層,加上大氣裡缺乏可作為凝結核的微粒 ,是形成凍雨的必要的條件。雪災怎樣形成?這次大範圍的雪災與拉尼娜現象有關,即是由於熱帶太平洋中部及東部的海水表面溫度低於正常,大氣環流變異,引起冷空氣活動反常地頻繁。在北方冷空氣連續不斷向南移的同時,來自南海以至印度洋的濕暖空氣又源源不斷地向華南地區輸送,冷暖氣流在華南、長江以南一帶交匯,導致長時間大量降水,包括下凍雨和落雪,最終釀成這次冰雪災。香港為何同時出現陰冷天氣?從2008年1月中旬開始影響香港的陰冷天氣,其成因與華南雪災有些相似。只要看看2008年1月 29日香港上空氣溫及風向的分佈,便一目了然了。圖3顯示香港上空在800米以下出現逆溫層,氣?隨?高度不降反升,形成上面濕暖,下面寒冷的配置。圖4 顯示香港上空800米以下的氣流,在上方吹的是比較濕暖的南風,但是在近地面的低空卻吹寒冷的北風。事實上,在這次陰冷天氣期間,香港上空也持績出現逆溫層。為什麼香港沒有出現凍雨?香港沒有落凍雨,是因為地面溫度高於冰點(見附圖5)。再以2008年1月29日上午8時香港上空的大氣溫度分布為例(見附圖3),4000米以下的大氣氣溫都遠高於冰點。香港最長的寒冷天氣警告香港雖然不下凍雨,但天氣還是寒冷有雨。天文台在2008年1月24日至2月18日的26天以內連續發出寒冷天氣警告,長達594.5小時,是自1999 年創立寒冷天氣警告以來最長的一次。寒冷天氣警告生效其間,香港的最低氣溫大部份時間在攝氏12度以下(見附圖5)。
冷熱天氣
[ "葉彩雄 ", "趙孔儒" ]
2009年12月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/hot-and-cold-weather/00049-the-2008-south-china-snow-storm-and-the-cold-weather-of-hong-kong-a-retrospect.html
[ "雪災", "凍雨", "逆溫層", "凝結核", "拉尼娜", "溫熵圖", "海水表面溫度", "海面溫度", "香港最長寒冷天氣警告" ]
tc
提防極端酷熱天氣影響健康
夏季時大家應該多加留意有關暑熱天氣的提示或警告,做足防暑、防曬措施。較易中暑的人士,更需要特別注意,避免暑熱天氣導致身體不適。當天氣變得炎熱,特別是一些氣溫高、濕度高或風勢弱等的情況下,市民應採取適當的預防措施,減低中暑的風險。
酷熱天氣對健康的影響不容忽視,大家預備好應對了嗎?讓我們先為大家說明一下天文台有關暑熱天氣的提示或警告吧(圖一):炎熱天氣特別提示當天氣變得炎熱,特別是一些氣溫高、濕度高或風勢弱等的情況下,市民應採取適當的預防措施,減低中暑的風險。當天文台預計這種情況出現時,便會發放「炎熱天氣特別提示」,提醒大家早作準備應對炎熱天氣。酷熱天氣警告如果預計本港將受酷熱天氣影響時,天文台會發出酷熱天氣警告,提醒大家慎防中暑及做好預防措施。若高溫天氣持續或普遍達到極端程度,天文台亦會在酷熱天氣警告生效時,視乎需要發出以下特別天氣提示:以上訊息會透過天文台網站、「我的天文台」應用程式、電視台、電台發放,而應用程式用戶亦可選擇接收推送通知。較易中暑群組(圖二)要特別提高警惕或需特別照顧,多補充水分及做足防暑措施,慎防因酷熱而引起不適,並需留意身體狀況。在極端酷熱天氣下,應避免劇烈運動。其他防暑、防曬措施,大家也不可忽略。有關進一步的防暑資訊,市民可瀏覽以下網頁(附連結):除了氣溫外,濕度、風力及太陽照射等因素都會影響暑熱壓力及中暑風險。為此,天文台設有「香港暑熱指數」,綜合考慮了環境溫度、濕度、空氣流動及太陽熱輻射水平等。根據天文台與本地大學合作研究的結果,當京士柏的「香港暑熱指數」在 30 左右或以上,市民便應採取適當的防暑措施,避免炎熱天氣帶來的健康影響。香港暑熱指數並不是溫度,而是綜合考慮了上述各項因素的一個指數。在氣溫相同的情況下,如濕度較低、陽光較弱或風力較大時,香港暑熱指數會較低。例如在2022年9月14日,香港天氣晴朗及非常乾燥,天文台錄得最高氣溫35.5度。而京士柏當日的平均相對濕度只有百分之四十四,最高香港暑熱指數只有27.5。而在天氣較潮濕、陽光較猛烈、風力較弱的情況下,指數就會較高。例如在2019年8月12日,受西南氣流影響,本港相對濕度較高。天文台的最高氣溫是34.0度,並未達到極端酷熱的水平。但在京士柏錄得的最高暑熱指數就達到32.4,當日京士柏的平均相對濕度為百分之八十二。由於香港暑熱指數包含了多個元素,同時受多個因素變化影響,當中太陽熱輻射會受雲量或驟雨影響而變化較大,現時電腦預報模式對其準確預測仍有限制。夏季時大家應該多加留意有關暑熱天氣的提示或警告,做足防暑、防曬措施。較易中暑的人士,更需要特別注意,避免暑熱天氣導致身體不適。
[ "莊思寧", "羅曉輝" ]
2023年12月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/hot-and-cold-weather/00706-Beware-of-Health-Effects-of-Extremely-Hot-Weather.html
[ "暑熱", "酷熱天氣警告", "炎熱天氣特別提示", "極端酷熱", "香港暑熱指數", "中暑", "防暑", "防曬" ]
tc
淺談酷熱天氣
高溫是一種自然天氣現象。高溫熱浪是指一段持續性的高溫過程。高溫熱浪沒有一個統一的標準。由於世界各地的氣候存在很大的差異,不同國家的氣象部門都會因應當地的氣候而制定高溫提示或預警的標準。
每當提到天氣災害,我們通常會聯想起熱帶氣旋、大雨、雷暴等。然而,陽光充沛的天氣,亦有可能發展成高溫熱浪,同樣會對公眾構成影響。高溫是一種自然天氣現象。而高溫熱浪是指一段持續性的高溫過程,可能令到人、動物以及植物難以適應而產生不良影響。其中一個經典的例子就是2007年的歐亞高溫熱浪。當年6月,印度和巴基斯坦出現近攝氏50度的高溫天氣,造成兩國合共二百多人死亡。其後熱浪更蔓延至歐洲東南部,最高氣溫普遍也超過40度。高溫天氣在塞浦路斯、奧地利和羅馬尼亞等國家造成總共數十人死亡。高溫熱浪沒有一個統一的標準。由於世界各地的氣候存在很大的差異,不同國家的氣象部門都會因應當地的氣候而制定高溫提示或預警的標準。以香港為例,香港天文台會考慮氣溫、相對濕度及風速等各項因素而發出酷熱天氣警告。香港位於華南沿岸,屬亞熱帶氣候,夏季經常會出現高溫天氣。在2007至2009年,便總共有76日發生中暑個案。從以下圖表,可見當最高氣溫超過30 度,發生中暑個案的日數便開始顯著上升。華南地區的高溫天氣主要分為兩大類型: (一) 副熱帶高壓脊; (二) 熱帶氣旋。(一) 副熱帶高壓脊太平洋高壓脊是一個常年存在的穩定天氣系統,它在夏季特別強大,並間中向西伸展至中國東南部。由於副熱帶高壓脊內盛行下沉氣流,受其覆蓋的地方都以晴朗無雲、微風悶熱的天氣為主。以下的例子出現在2007年7月下旬,從以下天氣圖可見華南沿岸地區受到由太平洋西伸的高壓脊影響。從7月24日起,香港連續 12日出現高溫在33度或以上的酷熱天氣。(二) 熱帶氣旋當一股熱帶氣旋的中心和香港尚有一大段距離時,與其相關的惡劣天氣仍未影響香港,但其外圍的下沉氣流往往為廣東沿岸地區帶來相當酷熱的天氣。其中一個例子是2008年9月13日,當時颱風森拉克集結在台灣以東海域,本港受到其外圍的下沉氣流影響,天氣酷熱,最高氣溫達34度以上。
冷熱天氣
[ "龔穎恒" ]
2011年6月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/hot-and-cold-weather/00046-a-chat-of-very-hot-weather.html
[ "酷熱天氣", "高溫熱浪", "副熱帶高壓脊", "熱帶氣旋", "下沉氣流" ]
tc
什麼是「熱浪」?
我們從新聞中時有所聞某某地方受「熱浪」侵襲,氣溫屢創新高,那麼「熱浪」到底是什麼?為何「熱浪」會帶來異常高溫天氣?
在全球暖化下,極端天氣事件如極端高溫越趨頻繁。我們從新聞中時有所聞某某地方受「熱浪」侵襲,氣溫屢創新高,那麼「熱浪」到底是什麼?為何「熱浪」會帶來異常高溫天氣?「熱浪」中的「熱」,是指氣溫高於當地的氣候平均值;當這些異常高溫天氣持續出現一段時間,便會被稱為「熱浪」。不同地區有不同氣候特點,所以要超出正常氣溫多少度和持續多久才能稱為「熱浪」,全球並沒有一致的定義。坊間有些人誤會了熱浪是一種天氣系統,是導致某地出現持續異常高溫天氣的「因」。其實熱浪是一種現象,並不會如天氣系統般「侵襲」或「遠離」某地,其影響範圍和持續性,取決於引發熱浪的天氣系統。可以說熱浪是「果」,而不是出現持續異常高溫天氣的「因」。比如在中高緯度地區,熱浪通常由阻塞形勢導致[1]。大氣環流在阻塞形勢下變化緩慢,高壓脊的下沉氣流不利降溫,加上熱空氣從低緯度往中高緯度輸送,在夏天容易令高溫天氣持續。2021年6月底開始影響北美洲西北部的熱浪,便是在阻塞形勢下發生。從圖一可見,美國西北部及加拿大西南部一些地區的氣溫較氣候平均值高出超過10度。位於加拿大卑詩省南部的利頓村(Lytton)更錄得破紀錄的攝氏49.6度高溫,這也是加拿大全國有紀錄以來的最高氣溫[2]。持續暴露在高溫天氣除了會引致熱衰竭,也會使一些長期病患者的病情惡化[3],造成人命傷亡,2010年7月俄羅斯的熱浪便導致超過一萬人喪生[4]。此外,熱浪會增加城市的供電壓力,亦有機會令農作物失收,造成社會經濟方面的損失。研究顯示,在全球暖化下,熱浪非常可能更常出現及持續更長時間[5]。我們必須立即採取氣候行動,節能減排,期望能減緩全球升溫幅度,並且採取適應氣候變化和應對極端天氣的措施,否則人類將會面對難以承受的後果。
冷熱天氣
[ "莊民諾", "江偉" ]
2021年10月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/hot-and-cold-weather/00661-What-is-Heatwave.html
[ "熱浪", "高溫天氣", "全球暖化", "極端天氣事件", "氣候平均值" ]
tc
酷熱天氣的預報
香港位於亞熱帶,夏季的酷熱天氣通常與副熱帶高壓脊或與距離香港較遠的熱帶氣旋外圍的下沉氣流有關。對於這些較大尺度的天氣系統在未來數天有可能出現的變化,電腦天氣預報模式往往能提供可靠的預測,可是若要準確地預測香港每日的最高溫度,其實也有一定挑戰。
香港夏季天氣普遍炎熱,七、八月份的平均每日最高氣溫約為攝氏31度,而在晴朗的日子,有時氣溫會更高。在2010至2019年期間,天文台總部每年錄得「酷熱天氣日數」(即最高氣溫達攝氏33.0度或以上的日子)普遍超過20日,而在2020年更超過40日。由於酷熱天氣會增加中暑風險,亦可能令慢性疾病的病情惡化,高溫天氣是夏季天氣預報其中一個重點。香港位於亞熱帶,夏季的酷熱天氣通常與副熱帶高壓脊或與距離香港較遠的熱帶氣旋外圍的下沉氣流有關[1][2]。對於這些較大尺度的天氣系統在未來數天有可能出現的變化,電腦天氣預報模式往往能提供可靠的預測,可是若要準確地預測香港每日的最高溫度,其實也有一定挑戰。圖一顯示數個主流電腦天氣預報模式在2020年7月15日預測隨後十日在天文台總部的氣溫變化(紫色、綠色和紅色線),而在這段期間在天文台總部實際錄得的氣溫則以黑色線表示,以便和電腦模式的氣溫預報進行比對。圖中可見各電腦模式的氣溫預報,可以較實測氣溫低至少兩三度。其中一個原因是由於電腦模式在有限的解像度下未能充分反映及模擬城市化對氣溫的影響。有見及此,天文台先根據各電腦模式在過去一段時間的預報誤差對其最新的預報作出修正,再按照各電腦模式的過往表現,以加權平均法發展了一套氣溫預報指引給預報員參考[3]。圖一所見,這套氣溫預報指引(藍色線)整體上明顯較各電腦模式的預測更貼近實測數值。此外,預報員也會參考利用電腦集合預報資料製作的概率預報[4]和極端天氣預報產品[5]等,評估未來數日出現酷熱天氣的可能性。除了大尺度天氣系統的變化,要預報酷熱天氣,預報員亦須要考慮其他影響氣溫的因素,驟雨是其中之一。在夏季,當受到前段所述的天氣系統影響,華南地區通常普遍天晴,但如果大氣狀態不穩定,沿岸地區有時會有驟雨發展,令高溫天氣稍為舒緩。一般而言,在吹偏南風或西南風的日子,驟雨多在早上出現;而當風勢微弱,高溫觸發的驟雨常見在午後發展[6]。可是,驟雨每天實際出現的時間和地點具有相當的隨機性,香港境內不同地區的氣溫變化因而不盡相同。圖二顯示2020年7月15至23日每日本港的雨量分佈和最高氣溫。這段期間,本港受副熱帶高壓脊支配,日間大致天晴,但也受局部地區驟雨影響。在市區出現驟雨的日子(例如7月16及20日),天文台總部錄得的最高氣溫比其他日子略低。而在7月21日,雖然新界北部有驟雨,但由於市區沒有受驟雨影響,天文台總部的氣溫飆升至約攝氏35度。以現今的科技,電腦模式難以捕捉這些驟雨在時間與空間上仔細的變化,以及其對個別地點氣溫的影響。因此,基於過去誤差而修正的電腦氣溫預報,在某些日子仍與實況有一定差異(圖一)。風勢是另一個影響本港各區高溫的因素。香港位處華南沿岸,由於海水升溫速度比陸地慢,溫度差異所帶來的海風有助減慢陸地氣溫的上升速度。這解釋了為何日間新界的氣溫一般較接近海岸的市區高(圖二)。但當風勢輕微,海風未能有效地調節陸地的氣溫,新界與市區的溫差往往更大。圖三顯示2020年6月24日及7月24日日間各區的風勢和當日的最高氣溫。雖然兩日均長時間有陽光,但6月24日西南風風勢稍大,新界氣溫只比市區高一至兩度。相反,在風勢較弱的7月24日,新界北部氣溫達攝氏37度,較市區高三度或以上。總括來說,雖然電腦天氣預報模式能大致掌握數天內的氣溫趨勢,但預報酷熱天氣,尤其是不同地區的氣溫變化,須靠預報員細心分析各種影響高溫的因素。受全球暖化及城市化的影響,預料出現酷熱天氣的次數愈趨頻密。在炎炎夏日,大家要留意天文台發出關於高溫天氣的信息,特別是炎熱天氣特別提示和酷熱天氣警告[7],並且採取相應的措施,以防高溫天氣影響健康。
冷熱天氣
[ "何俊傑" ]
2020年9月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/forecasting/00553-forecasting-of-very-hot-weather.html
[ "中暑", "電腦天氣預報模式", "概率預報", "極端天氣預報產品", "大尺度天氣系統", "副熱帶高壓脊", "特別天氣提示", "酷熱天氣警告" ]
tc
「風炮」的簡史
大家有沒有聽過鳴放「風炮」來警告市民與熱帶氣旋相關的惡劣天氣?本文會提及香港鳴放風炮及燃放炸藥作為熱帶氣旋警告的歷史。
相信大家也熟知本港現行的數字熱帶氣旋警告信號系統(1-3-8-9-10),但大家有沒有聽過鳴放「風炮」?香港天文台於1883年成立的其中一項首要任務是建立一個熱帶氣旋警告系統,當時的系統包括非本地及本地的警告信號。非本地信號是向航海人士及船長發佈關於熱帶氣旋的位置、移動方向及速度的資料;而本地信號則向市民提供熱帶氣旋所帶來的風力威脅的警告。鳴放「風炮」[註]是天文台成立後最先採用的本地熱帶氣旋警告信號。當時的「風炮」位於尖沙咀水警總部,面向維多利亞港。當有熱帶氣旋迫近並預料會為本港帶來烈風時,便會鳴炮一次警告市民。當預料本港受颶風吹襲時,則會鳴炮兩次。而風向急速轉變時,亦會再次鳴炮提醒市民。根據現有記錄,本港於1884年8月21日第一次鳴放「風炮」,但該次天文台及蚊尾洲(香港西南約40公里的一個小島)均沒有錄得烈風。值得留意的是,當時的「風炮」亦用作郵遞炮,當收到來自倫敦的郵件時就會鳴放,所以兩者容易令市民混淆。1886年天文台台長、署理船政司及郵政署長建議廢取郵遞炮的安排。1906年丙午風災後,當時成立的調查委員會對熱帶氣旋警告信號系統作出建議。1907年開始本港改用燃放炸藥的巨響取代「風炮」。當香港受颶風吹襲時,水警總部和船政廳會燃放三響炸藥,每次相距10秒。而且亦會在懸掛中的非本地信號上方再加上一個黑色十字形的符號,這就是後來颶風信號(即1931年及之後的十號風球/1917至1930年的7號風球)的前身。在1917年本港使用數字熱帶氣旋警告信號後,燃放炸藥的措施仍繼續維持至1937年,而本港最後一次燃放炸藥是在1937年9 月的丁丑風災。百多年前鳴放風炮及燃放炸藥的記錄主要收錄於歷史報告和報章內,香港天文台近年把1884至1937年間相關的歷史資料重組及整理,並在網頁上展示。
熱帶氣旋警告
[ "蔡振榮", "呂旭昇" ]
2023年5月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/weather-warnings/00693-A-Brief-History-of-Typhoon-Gun.html
[ "熱帶氣旋警告", "風炮" ]
tc
香港的熱帶氣旋警告系統
香港天文台在2006年底全面檢討了熱帶氣旋警告系統。檢討過程中,天文台主動聯絡社會不同界別人士,諮詢他們的意見,另外又進行民意調查,評估市民對警告系統的需要及期望。
香港天文台在2006年底全面檢討了熱帶氣旋警告系統。檢討過程中,天文台主動聯絡社會不同界別人士,諮詢他們的意見,另外又進行民意調查,評估市民對警告系統的需要及期望。自2007年風季開始,天文台已實行了一系列與熱帶氣旋警告系統相關的措施,其中擴大了發出 3 號和 8 號信號的參考範圍,由維港擴展至涵蓋全港由8個參考測風站所組成的網絡。在2013年,天文台以「流浮山」站替代「濕地公園」站作為熱帶氣旋警告系統的8個參考測風站之一。為加深市民對熱帶氣旋警告系統的認識及鼓勵市民善用天文台發出的資訊,以下以問與答的形式列出一些重點注意的地方。現時的熱帶氣旋警告系統跟2007年以前的有何不同?現時的熱帶氣旋警告系統自2007年以來一直沿用至今。目前的熱帶氣旋警告系統,相比2007年之前的舊系統,轉變包括:(a) 擴大發出 3 號和 8 號信號的參考範圍:由維港擴展至由 8 個涵蓋全港接近海平面的參考測風站所組成的網絡(見圖一及以下附註);(b) 在參考網絡內半數或以上的測風站錄得或預料錄得的風速達到有關的風速限值,且據預測風勢可能持續的情況下,則會發出 3 號或 8 號信號;(c) 加強地區風勢資料的發放。在媒體廣播熱帶氣旋報告時,特別指出風速顯著高於香港普遍風勢的地區;及(d) 在預料天氣可能令航空交通嚴重受阻的情況下,在熱帶氣旋報告中提醒旅客,應在前往機場前向航空公司查詢航班情況。[附註: 由2013年起,流浮山站替代鄰近的濕地公園站作為參考測風站。赤鱲角測風站位置於2024年起由中跑道遷移至北跑道。]在現時的系統下,為什麼只選取 8 個測風站作為參考點?為什麼不選用所有的測風站?天文台在制訂參考測風站網絡時,是考慮了本港被不同山脈自然劃分的地勢。而被揀選的個別測風站,則是基於它們處於較為空曠的位置及地理上的分布。所採用的參考測風站網絡已可廣泛地反映全港的風勢。為何需要以流浮山站取代濕地公園站作為參考測風站?濕地公園站自2005年11月啟用,至今一直運作正常。該站位於新界西北部鄰近天水圍的濕地公園內,其東面為較開揚的自然濕地,而西面遠處(約500至700米)則有高樓大廈,總體上開敞程度已相當不俗。但近年該站附近的樓宇密度有所增加,多年的數據分析顯示濕地公園站的月平均風速出現了緩慢下降的趨勢,表明濕地公園的風勢會逐漸受到附近環境變化包括新建築物的影響而下降。另外,該站以西300米範圍內已設定規劃項目。預計會興建3至11層高的建築物,最高的高度可達約50米,相信這將會進一步減低濕地公園測風站西面的開敞程度。為確保熱帶氣旋警告信號參考測風站網絡能在未來繼續有效地反映全港普遍的風勢,新界西北部的參考站是有需要重新檢視的。流浮山站毗鄰濕地公園站。而流浮山站的平均風速在過去數年無出現顯著變化,可用以取代濕地公園站。為何發出 9 號或 10 號的參考條件跟 3 號或 8 號信號的條件不同?需要發出 9 號或 10 號信號時,基本上是警告颱風正面或幾乎正面吹襲本港。基於颱風風眼範圍內的風向和風速存有極大的差異,在考慮發出信號時,並不適宜只根據一個地點的風力作為參考指標,故天文台一直是根據全港風勢決定是否需要發出 9 號及 10 號信號。熱帶氣旋警告系統能否反映香港不同地區風力?受地形及建築環境影響,香港各區風力有可能出現顯著差異。而熱帶氣旋警告系統是一個單一數字的系統,可為市民提供一個總體的警告,但無可避免是不能反映個別地區風力的差異。天文台在現時的系統下,已加強地區資料的發放,以便公眾作出適當安排。當熱帶氣旋的雨帶經過香港時,對風速有甚麼影響?當熱帶氣旋的雨帶接近或經過香港時,通常都會伴隨著狂風,本港部份地方的風速可能會突然颷升。而當雨帶經過後,強陣風所引致的高風速通常在十數分鐘或數十分鐘之後回落。這種情況跟颮線橫過香港時所帶來短暫的猛烈狂風相似,同樣具有相當的破壞力。天文台怎樣增強發布地區風力情況的資料?天文台現時通過網頁、「我的天文台」流動平台及「打電話問天氣」服務,為市民提供各區風勢資料。有關資料每隔 10 分鐘更新。天文台會與傳媒磋商,在現時的系統下,每小時廣播熱帶氣旋報告時,特別指出風速顯著高於香港普遍風勢的地區。航機運作是否會受熱帶氣旋警告信號所影響?熱帶氣旋警告系統是為公眾氣象服務設計的。熱帶氣旋警告信號與航機的運作沒有必然的關係。在風方面,飛機升降主要是受側風(即由飛機側面吹過來的風)以及風切變和湍流影響,而非風速本身。儘管 8 號信號生效,如果風是沿跑道方向吹過來,可以對飛機升降沒有影響。但如果風是從跑道側面吹過來,無論 8 號信號是否生效,也或會超過飛機運作的極限,因而影響航機運作。旅客在前往機場前,應先查詢最新航班資料及往返機場的交通情況。當天文台發出 3 號信號而有市民所處地區受烈風影響時,該市民應該如何應對?如果因天氣惡劣而無法上班,僱員應盡快通知所屬機構主管或僱主,而僱主應首要考慮僱員在工作地點及往返工作途中的安全,並靈活處理在天氣惡劣時遲到或缺勤的情況。學生方面,家長除了留意教育局宣佈學校安排外,可因應本區情況自行決定子女應否上課。教育局及勞工處亦會加強向學校、家長及僱主發放有關訊息。以現有的建築環境及集體運輸網絡,停工安排是否仍然有需要?天文台因應本港風力而發出熱帶氣旋警告,提醒市民香港的整體風勢,並提供有關個別地區的天氣情況,讓市民及各行業作出恰當的預防措施及工作安排。現時,不同行業及機構會參考勞工處發出的指引,並因應其本身的需要及具體運作情況,決定在熱帶氣旋警告生效下的工作安排。在惡劣天氣情況時,天文台可否加強和教育局的聯繫?在惡劣天氣情況下,天文台一向與教育局保持緊密聯繫,並提供天氣資料以協助教育局作出學校停課的決定。另外,天文台已在網站增設「學校天氣資訊網頁」專為學校提供分區天氣資訊,以作參考之用。
熱帶氣旋警告
[ "" ]
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/weather-warnings/00054-the-tropical-cyclone-warning-system-in-hong-kong.html
[ "熱帶氣旋警告", "參考測風站", "熱帶氣旋", "惡劣天氣", "颱風", "風力" ]
tc
暴雨警告信號的有趣小統計
根據1992至2010的統計數字顯示,平均每年發出「黃」、「紅」和「黑」色暴雨警告信號的次數分別為21.3、4.6和1.2次。發出最多暴雨警告信號的月份為六月,「黃」、「紅」和「黑」色暴雨警告信號的平均次數分別為5.3、1.5和0.3次,而一月、二月和十二月這三個月份從未發出過任何暴雨警告信號。
香港的雨季一般是四月至九月,其中五、六月間華南沿岸地區會受到一些活躍的低壓槽的影響,經常在香港出現頃盆大雨,這些暴雨會造成交通混亂、水淹、山泥傾瀉,甚至人命傷亡。天文台早於1992年開始運作以顏色來表示不同暴雨程度的暴雨警告系統來提醒市民,當時的暴雨警告信號分「綠」、「黃」、「紅」和「黑」雨四個級別。到1998年,暴雨警告信號改為分「黃」、「紅」和「黑」雨三個級別。根據級別定義,「黃」色暴雨警告信號表示本港廣泛地區已錄得或預料會有每小時雨量超過30毫米的大雨;「紅」色暴雨警告信號表示本港廣泛地區已錄得或預料會有每小時雨量超過50毫米的大雨;而「黑」色暴雨警告信號表示本港廣泛地區已錄得或預料會有每小時雨量超過70毫米的大雨。根據1992至2010的統計數字顯示,平均每年發出「黃」、「紅」和「黑」色暴雨警告信號的次數分別為21.3、4.6和1.2次。發出最多暴雨警告信號的月份為六月,「黃」、「紅」和「黑」色暴雨警告信號的平均次數分別為5.3、1.5和0.3次,而一月、二月和十二月這三個月份從未發出過任何暴雨警告信號。一年內最早發出的「黃」、「紅」和「黑」色暴雨警告信號分別為2009年的3月5日、2000年的4月3日和2008年的4月19日,而最遲發出的「黃」、「紅」和「黑」色暴雨警告信號分別為2006年的11月21日、2002年的10月18日和2001年的9月2日。一年內發出最多的「黑」色暴雨警告信號為3次,分別發生於2000年及2006年。而最接近的兩次「黑」色暴雨警告信號則發生於1999年8月23至24日,兩次「黑」色暴雨警告信號相隔時間不足17小時。至於生效時間最長的「黃」、「紅」和「黑」色暴雨警告信號則分別為17.4、13.2及5.8小時。「紅」和「黑」色暴雨警告信號多數在清晨時份出現的。事實上,由午夜至中午時段內「紅」色暴雨警告信號的生效時間為中午至午夜時段的約1.5倍,而「黑」色暴雨警告信號更多出約為2.5倍。其中一個可能成因是在夏天清晨時份,在大氣低層通常會出現從南海吹向沿海地區的暖、濕空氣平流,這些平流會降低大氣的穩定度,有助大雨形成。此外,香港發生的暴雨一般由低壓槽、熱帶氣旋、西南季候風和冷鋒等天氣系統所引致,在發出「紅」和「黑」色暴雨警告信號的暴雨個案中,由低壓槽引致的比例為最高,約佔59%,而熱帶氣旋佔個案總數的24%,西南季候風及冷鋒則分別佔6%和4%。近年本港最大的暴雨要算是發生在2008年6月7日的一塲了。受一股活躍的低壓槽影響,一道雨帶於當日早上由西向東橫掃本港,由於雨帶發展相當急速,天文台於上午5時15分首先發出「黃」色暴雨警告信號,並於40分鐘後發出「紅」色暴雨警告信號,再於上午6時40分發出「黑」色暴雨警告信號。「黑」色暴雨警告信號持績了4小時20分,到上午11時正被取消,是第4長的「黑」色暴雨警告信號生效時間。「黑」色暴雨警告信號期間,天文台總部於上午8至9時的一小時內共錄得145.5毫米雨量,是自1884年以來最高的一小時雨量紀錄。
暴雨警告信號
[ "李健威" ]
2011年6月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/rain/00043-interesting-statistics-on-rainstorm-warning-signals.html
[ "暴雨警告信號", "低壓槽", "熱帶氣旋", "西南季候風", "冷鋒", "雨量紀錄", "紅色暴雨警告", "黃色暴雨警告", "黑色暴雨警告" ]
tc
季風低壓和熱帶氣旋
雖然季風低壓與成熟熱帶氣旋兩者都有旋轉環流,但結構上有明顯差別。至於前者會否演變成後者的問題,就要視乎大氣環境(垂直風場差異、水氣輸送、海水溫度、高空輻散等)是否配合。
在北半球的夏季,衛星雲圖上有時會出現一條滿佈深厚雲團、連綿數千公里長的帶狀區域(附圖黃色虛線圈),氣象學上稱為「熱帶輻合帶」,而位於南海至印度洋的一段又叫做「季風槽」。由於南北兩側分別吹著西南季風及東北信風這兩支「對頭風」(見圖藍色箭頭),季風槽上容易爆發對流活動,並發展成低壓區,統稱為季風低壓。雖然季風低壓與成熟熱帶氣旋兩者都有旋轉環流,但結構上有明顯差別(附表)。至於前者會否演變成後者的問題,就要視乎大氣環境(垂直風場差異、水氣輸送、海水溫度、高空輻散等)是否配合。2016年8月17日早上在廣東西部沿岸海域生成的熱帶低氣壓便是一個成功演變的例子。
季候風
[ "楊漢賢" ]
2017年4月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/monsoons/00491-monsoon-lows-and-tropical-cyclones.html
[ "熱帶輻合帶", "季風槽", "季風低壓", "熱帶氣旋", "西南季風", "西南季候風", "東北信風", "低壓區", "熱帶低氣壓" ]
tc
或晴或陰的東風天
伴隨著偏東氣流,有時是陰雨天,有時卻是晴天,究竟有甚麼原因令天氣如此不同?
秋冬兩季,大家經常會從天氣報告聽到香港受到「偏東氣流」影響,而伴隨著偏東氣流,有時是陰雨天,有時卻是晴天,究竟有甚麼原因令天氣如此不同?秋冬時分,太陽遠離北半球,亞洲大陸上的空氣溫度降低,形成高氣壓,氣流從高壓區流向氣壓較低的海洋,形成季候風。高壓區並非長時間停留在亞洲大陸上,而是會由西向東移,橫過大陸。當高壓區的中心位於香港以北的內陸時,香港普遍會受到從北面吹來的較乾燥氣流影響;而當高壓區中心移至華東時,本港一般會轉吹偏東風(圖一),而氣團通常是途經中國東南沿岸一帶到達香港。這氣團可乾可濕,大致與它經過陸地抑或海洋的時間較長有關。隨著高壓區進一步東移至韓國、日本一帶,本地的東風會持續,但氣團會因經過較長的海路而變得較潮濕。潮濕的氣團帶有較多的水汽,有利雲層形成。以2014年11月27日為例,本港吹和緩至清勁東風,整日多雲及有幾陣雨。當天下午的衛星雲圖顯示,廣東東部沿岸地區被一道雲帶覆蓋(圖二),反軌跡路線圖(圖三)顯示當日抵達香港的氣團源自日本及朝鮮半島附近的海域,經過東海和台灣海峽而來。由於氣團途經較長的海路,因此濕度較高,容易形成雲和雨。如果影響我們的東風較為乾燥,雲層就較難形成或維持。以2014年10月28日為例,當天香港吹清勁至強風程度東風,強烈季候風信號整日生效。不過,當日日間本港以至廣東東部沿岸普遍晴朗(圖四)。反軌跡路線圖(圖五)同樣能提供一些線索。當天抵達香港的氣團源自華東,經過中國東南沿岸而來。由於氣團來自陸地,加上途經的海路相對較短,因此濕度較低,即使雲層能夠形成亦較為淺薄,容易在陽光照射下消散,因此香港的日間天色普遍良好。由此可見,影響本港的東風的獨特之處是它有時源於陸地,有時經較長海路而來,所以東風可乾可濕,帶來的天氣可晴可陰。另外值得一提的是,當東風風勢較大,而本身水汽又充足的話,大風所產生的湍流有助將接近地面的空氣抬升,有助雲層形成。
季候風
[ "何俊傑" ]
2014年12月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/monsoons/00446-will-easterlies-bring-a-fine-or-gloomy-day.html
[ "偏東氣流", "季候風", "海路", "濕度", "氣團", "高氣壓", "湍流", "抬升", "雲層形成" ]
tc
強冷鋒過境帶來的天氣突變
一道強冷鋒及其相關的冬季季候風為香港帶來明顯的天氣突變。
由於海陸吸收熱能量的差異,產生了冬季和夏季的典型季候風天氣。在中國西部的青藏高原對季候風的影響,既有熱力作用,又有地形動力作用。冬季的青藏高原是其中一個冷空氣的來源,並形成冷高壓,冷空氣基本上會以反氣旋式外流向南擴散。北半球的冬季一般是由 12月至2月,但是冬季季候風的爆發在3月也時有發生,甚至乎到五、六月也可能發生,祇不過其強度和發生次數隨季節轉變而減少罷了。以下的例子是發生在2009年3月13日,一道強冷鋒及其相關的冬季季候風為香港帶來明顯的天氣突變。從圖一的地面天氣圖可以看到一道冷鋒在當日早上已到達華南地區,預料這道冷鋒會在同日下午橫過香港。冷鋒到達香港前,香港的天氣仍相當平靜,吹輕微的偏西風,香港部份地區錄得攝氏25度高溫。當冷鋒在下午 3時10分後橫過香港時,香港國際機場在5鐘內由5海浬左右的偏西風(圖2)轉吹超過25海浬的西北偏北風(圖3) ,新界西及大嶼山西部更錄得烈風。香港國際機場的氣溫由下午3時15分的攝氏24度急降至下午4時的攝氏17度(即在45分鐘內下跌7度) ,並再進一步下跌至午夜前的攝氏14度(圖4);大氣壓力也由下午3時的1014百帕迅速上升至晚上9時的1024百帕 (即6小時內上升大約10百帕)(圖5)。因此,強烈的冬季季候風可在短時間內引致天氣出現突變。預報員除為市民提供預計冷鋒到達的時間外,還預測冷鋒到達前後的天氣轉變。市民應留意天氣預報,尤其是有明顯的天氣轉變時。香港天文台亦會發出寒冷天氣警告來提醒市民天氣寒冷及其對健康帶來的壞影響。
季候風
[ "何家亮" ]
2010年12月
https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/hot-and-cold-weather/00048-an-abrupt-change-of-weather-due-to-the-passage-of-a-severe-cold-front.html
[ "冷鋒", "冬季季候風", "青藏高原", "冷高壓", "反氣旋", "寒冷天氣警告" ]
tc

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